IPv4
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IPv4（Internet Protocol Version 4）是互联网协议的第四版，是目前最广泛使用的网络层协议。它负责在互联网上路由数据包，确保数据能从源头安全、准确地到达目的地。
特点
- 地址结构：IPv4地址由32位二进制数构成，通常表示为四个十进制数，每个数介于0至255之间，用点分隔，例如192.168.1.1。
- 有限的地址空间：IPv4提供大约42亿个独特的地址，随着设备增多，这一数量日益显得不足。
主要功能
- 寻址：每个连接到互联网的设备都必须有一个独一无二的IP地址，以便正确接收和发送数据。
- 路由：IP地址使网络设备知道数据应该从哪里发送到哪里，通过各种路由协议实现数据的有效传输。
地址分类
IPv4地址分为五类（A、B、C、D、E）：
- A类地址：用于大型网络，其网络部分由一个八位字段组成。
- B类地址：适用于中等大小的网络，其网络部分由两个八位字段组成。
- C类地址：常用于小型网络，其网络部分由三个八位字段组成。
- D类地址：用于多播。
- E类地址：保留用于实验和未来使用。
网络和广播地址
- 网络地址：用来标识一个网络，其中主机部分全部为0。
- 广播地址：用来在网络上发送广播消息，其中主机部分全部为1。
问题与解决
- 地址耗尽：随着互联网设备的激增，IPv4地址资源接近枯竭。作为解决方案，IPv6被设计出来，提供更广阔的地址空间。
- NAT（网络地址转换）：作为临时解决方案，NAT允许多个设备共享一个公共IPv4地址，增强了地址的利用率。
IPv4一直是互联网通信的核心组成部分，尽管面临地址耗尽的挑战，其稳定和广泛的实施使其仍然是当前网络通信的基石。随着IPv6的逐步推广，IPv4与IPv6的共存和过渡将是未来网络发展的重要方向。
