IPv4和IPv6基本知識點專題分享，帶你一分鐘全部掌握

1、IPv4

Internet Protocol version 4

地址長度：32位，約43億個

表示法：點分十進制表示法，/後表示網絡號長度（如192.168.1.1/24表示，IP地址前24位表示網絡號）

IPv4地址可以分5類：

分類 前綴 地址範圍 用途 描述

A類 0 0.0.0.0-127.255.255.255 單播/特殊 7位網絡號，24位主機號

B類 10 128.0.0.0-191.255.255.255 單播/特殊 14位網絡號，16位主機號

C類 110 192.0.0.0-223.255.255.255 單播/特殊 21位網絡號，8位主機號

D類 1110 224.0.0.0-239.255.255.255 組播 組播地址

E類 1111 240.0.0.0-255.255.255.255 保留 保留地址，全1地址為廣播

特殊的IPv4地址：

10.0.0.0/8 家庭、辦公室、企業的私網地址

172.16.0.0/12 家庭、辦公室、企業的私網地址

192.168.0.0/16 家庭、辦公室、企業的私網地址

169.254.0.0/16 Link-local地址，只在本網段有效，路由器不轉發此地址

127.0.0.0/8 環回地址

224.0.0.0/4 組播地址

240.0.0.0/4 供測試使用保留

255.255.255.255 廣播

IPv4報文首部：

字段 長度 作用

版本 4bit IP類型，0100表示ipv4,0110表示ipv6

首部長度 4bit 首部長度，單位4byte

DSCP 6bit 區分服務代碼點

ECN 2bit 擁塞標識符

總長度 16bit 包括IP報頭的總長度

標識 16bit 與標記字段和分片偏移字段共同用於IP報文分片控制

標記 3bit 第1位未使用，第2位是不分段位DF

分片偏移 13bit 單位8byte，指明分段起始點，相對於報頭的偏移

生存期 8bit TTL，IP報文被轉發過程中，每遇到一個路由器，TTL減1，目的是防環

協議類型 8bit 應用層或傳輸層協議類型

頭部校驗和 16bit 針對IP報頭的糾錯字段

源IP地址 32bit 源地址

目的IP地址 32bit 目的地址

可選項 小於40byte

根據IPv4地址和子網掩碼確定網絡號、子網號、主機號：

（1）根據IP地址的高位可知道一個地址屬於哪一類地址，比如172.16.1.1，根據172得知這是一個B類地址，網絡號長度為14位

（2）根據子網掩碼可以知道網絡號和子網號的位數，比如172.16.1.1，子網掩碼255.255.255.0，則前24位為網絡號，後8位為主機號

（3）綜上，172.16.1.1/24的前14位為網絡號，中間8位為子網號，後8位為主機號

2、IPv6

Internet Protocol version 6

地址長度：128位，數量很多，多到地球表面每平方能分到300億億個地址

ipv6地址的表示法：

基本 ABCD:EF01:2345:6789:ABCD:EF01:2345:6789

帶子網號 ABCD:EF01:2345:6789:ABCD:EF01:2345:6789/64

帶端口號 [ABCD:EF01:2345:6789:ABCD:EF01:2345:6789]:8080

ipv6地址的分類：

單播 對應一個接口，報文由這個接口接收

任播 對應一組接口，報文由組內某個接口接收

組播 對應一組接口，組內所有接口都接收這個報文

特殊的ipv6地址：

::/128 全0，未指定使用方式的地址

::1/128 最後一位為1，其餘為0，環回地址

FF00::/8 組播地址

FE80::/10 本地鏈路單播地址，即Link-local地址

ipv6報文首部：

字段 長度 作用

版本 4bit 0110是ipv6

DSCP 6bit 區分服務代碼點

ECN 2bit 擁塞標識符

流標籤 20bit 標記報文數據流類型，區分不同報文，由源節點分配

負載長度 16bit 單位1byte，除了基本頭部以外的部分的長度

下一個頭部 8bit 當前報頭的下一個頭部類型，可能是上層協議或擴展報頭

跳數限制 8bit 類似於ipv4的TTL

源IP地址 128bit 源地址

目的IP地址 128bit 目的地址

IPv6地址的組織方式：

（1）前48位為路由選擇前綴（相當於網絡號）

（2）中間16位為子網ID（子網號）

（3）最後64位作為接口ID（主機ID）

因為IPv6地址足夠多，所以其地址組織方式顯得沒IPv4那麼擁擠和節省

3、IPv6對於IPv4的優勢：

（1）IPv6地址空間更大。128位地址提供的地址數量遠超IPv4的32位地址（取之無盡的IP地址資源）

（2）路由表更小，使路由轉發效率更高（網速提升）

（3）增強的組播及對流的控制，提高了網絡多媒體應用的QoS（是多媒體應用氾濫的當今時代的福音）

（4）支持自動配置，對DHCP的擴展，更方便管理網絡（尤其是LAN）

（5）安全性更高，允許對網絡層數據加密

（6）允許協議擴充

（7）更靈活的首部格式，使用擴展頭部概念

（8）新的選項