IPv4，是互联网协议（Internet Protocol，IP）的第四版，也是第一个被广泛使用，构成现今互联网技术的基础的协议。1981年 Jon Postel 在RFC791中定义了IP，Ipv4可以运行在各种各样的底层网络上，比如端对端的串行数据链路(PPP协议和SLIP协议) ，卫星链路等等。局域网中最常用的是以太网。目前的全球因特网所采用的协议族是TCP/IP协议族。IP是TCP/IP协议族中网络层的协议，是TCP/IP协议族的核心协议。目前IP协议的版本号是4(简称为IPv4，v，version版本)，它的下一个版本就是IPv6。IPv6正处在不断发展和完善的过程中，它在不久的将来将取代目前被广泛使用的IPv4。据国外媒体报道，欧盟委员会希望于2010年前将欧洲其成员国境内四分之一的商业和政府部门以及家用网络转换成IPv6标准。 美国已经开始对已经与网络服务商签订IPv6协议的政府部门给与有条件的奖励政策。而欧盟希望跟随美国的步伐，促使其成员国的政府部门在这次转型过程中起到带头作用。
中文名： 网际协议版本4
外文名： IPv4
简 称： 网协版4
全 称： Internet Protocol Version 4
地址长度： 32位,4字节
1协议结构2发展3地址格式4特殊IP5IP包长6IP路由7首部格式8头字段介9wireshark抓取的互联网层IP包头部信息：10两类区别11相关协议12最新资讯13国内资源14IP分配目录
1协议结构
IPv4%20packet%20header%20format2发展
基于IPv4的网络难以实现网络实名制，一个重要原因就是因为IP资源的共用，因为IP资源不够，所以不同的人在不同的时间段共用一个IP，IP和上网用户无法实现一一对应。而IPv6的普及将改变现状，因为IPv6一个重要的应用将是实现网络实名制下的互联网身份证/VIeID，
在IPv4下，现在根据IP查人也比较麻烦，电信局要保留一段时间的上网日志才行，通常因为数据量很大，运营商只保留三个月左右的上网日志，比如查前年某个IP发帖子的用户就不能实现。
IPv6的出现可以从技术上一劳永逸地解决实名制这个问题，因为那时IP资源将不再紧张，运营商有足够多的IP资源，那时候，运营商在受理入网申请的时候，可以直接给该用户分配一个固定IP地址，这样实际就实现了实名制，也就是一个真实用户和一个IP地址的一一对应。
当一个上网用户的IP固定了之后，你任何时间做的任何事情都和一个唯一IP绑定，你在网络上做的任何事情在任何时间段内都有据可查，并且无法否认。因此你可能昨晚刚浏览过非法网站后，第二天早上就会有人上门给你开罚款单。
3地址格式
IPv4中规定IP地址长度为32（按TCP/IP参考模型划分)%20，即有2^32-1个地址。一般的书写法为4个用小数点分开的十进制数。也有人把4位数字化成一个十进制长整数，但这种标示法并不常见。另一方面，IPv6使用的128位地址所采用的位址记数法，在IPv4也有人用，但使用范围更少。%20过去IANAIP地址分为A,B,C,D%204类，把32位的地址分为两个部分：前面的部分代表网络地址，由IANA分配，后面部分代表局域网地址。如在C类网络中，前24位为网络地址，后8位为局域网地址，可提供254个设备地址(因为有两个地址不能为网络设备使用:%20255为广播地址，0代表此网络本身)%20。网络掩码(Netmask)%20限制了网络的范围，1代表网络部分，0代表设备地址部分，例如C类地址常用的网络掩码为255.255.255.0。
4特殊IP
-%20127.x.x.x给本地网地址使用。
-%20224.x.x.x为多播地址段。
-%20255.255.255.255为通用的广播地址。
-%2010.x.x.x，172.16.x.x至172.31.x.x%20和192.168.x.x供本地网使用，这些网络连到互连网上需要对这些本地网地址进行转换（NAT）。%20但由于这种分类法会大量浪费网路上的可用空间，所以新的方法不再作这种区分，而是把用者需要用的位址空间，以2的乘幂方式来拨与。例如，某一网路只要13个ip位址，就会把一个16位址的区段给他。假设批核了%2061.135.136.128/16%20的话，就表示从%2061.135.136.129%20到%2061.135.136.142%20的网址他都可以使用。
5IP包长
IP包由首部(header)和实际的数据部分组成。数据部分一般用来传送其它的协议，如TCP，UDP，ICMP等。数据部分最长可为65515字节(Byte)(=2xx16%20-%201%20-%20最短首部长度20字节)%20。一般而言，低层(链路层)%20的特性会限制能支持的IP包长。例如以太网(Ethernet)协议，有一个协议参数，即所谓的最大传输单元(Maximum%20Transfer%20Unit,MTU)%20，为1518字节，以太网的帧首部使用18字节，剩给整个IP包(首部+数据部分)的只有1500字节。%20还有一些底层网络只能支持更短的包长。这种情况下，IP协议提供一个分割(fragment)的可选功能。长的IP包会被分割成许多短的IP包，每一个包中携带一个标志(Fragmentid)。发送方(比如一个路由器)%20将长IP包分割，一个一个发送，接送方(如另一个路由器)按照相应的IP地址和分割标志将这些短IP包再组装还原成原来的长IP包。
6IP路由
Ipv4并不区分作为网络终端的主机(host)%20和网络中的中间设备如路由器中间的差别。每台电脑可以既做主机又做路由器。路由器用来联结不同的网络。所有用路由器联系起来的这些网络的总和就是互联网。%20IPv4技术即适用于局域网(LAN)%20也适用于广域网。一个IP包从发送方出发，到接送方收到，往往要穿过通过路由器连接的许许多多不同的网络。每个路由器都拥有如何传递IP包的知识，这些知识记录在路由表中。路由表中记录了到不同网络的路径，在这儿每个网络都被看成一个目标网络。路由表中记录由路由协议管理，可能是静态的记录比如由网络管理员写入的，也有可能是由路由协议动态的获取的。有的路由协议可以直接在IP协议上运行。%20常用的路由协议有
-路由信息协议(Routing%20Information%20Protocol,%20RIP),
-开放式最短路径优先协议，Open%20Shortest%20Path%20Fast,%20OSPF)%20，
-%20中介系统对中介系统协议(Intermediate%20System%20–%20Intermediate%20System,%20IS-IS)%20,
-边界网关协议(Border%20Gateway%20Protocol,%20BGP)%20.%20在网络负荷很重或者出错的情况下，路由器可以将收到的IP包丢弃。在网络负荷重的时候，同样一个IP包有可能由路由器决定走了不同的路径。路由器对每一个IP包都是单独选择路由的。这也提高了IP通信的可靠性。但单是IP层上的包传输，并不能保证完全可靠。IP包可能会丢失;%20可能会有重复的IP包被接受方收到;%20IP包可能会走不同的路径，不能保证先发的先到;%20接受方收到的可能是被分割了的IP包。在IP之上再运行TCP协议则解决这些缺点提供了一个可靠的数据通路。
7首部格式
IPv4首部一般是20字节长。在以太网帧中，IPv4包首部紧跟着以太网帧首部，同时以太网帧首部中的协议类型值设置为080016。%20IPv4提供不同，大部分是很少用的选项，使得IPv4包首部最长可扩展到60字节(总是4个字节4个字节的扩展)%20。
8头字段介
版本：4位，指定IP协议的版本号。%20包头长度(IHL)：4位，IP协议包头的长度，指明IPv4协议包头长度的字节数包含多少个32位。由于IPv4的包头可能包含可变数量的可选项，所以这个字段可以用来确定IPv4数据报中数据部分的偏移位置。IPv4包头的最小长度是20个字节，因此IHL这个字段的最小值用十进制表示就是5%20(5x4%20=%2020字节)。就是说，它表示的是包头的总字节数是4字节的倍数。%20服务类型：定义IP协议包的处理方法，它包含如下子字段%20::过程字段：3位，设置了数据包的重要性，取值越大数据越重要，取值范围为：0（正常）~%207（网络控制）%20::延迟字段：1位，取值：0（正常）、1（期待低的延迟）%20::流量字段：1位，取值：0（正常）、1（期待高的流量）%20::可靠性字段：1位，取值：0（正常）、1（期待高的可靠性）%20::成本字段：1位，取值：0（正常）、1（期待最小成本）%20::未使用：1位%20长度：IP包的总长%20标识：唯一地标识主机所发送的一个数据段，通常每发送一个数据段后加一。但IP包被分割后，分割得到的IP包拥有相同的标识%20标志：是一个3位的控制字段，包含：%20::保留位：1位%20::不分段位：1位，取值：0（允许数据报分段）、1（数据报不能分段）%20::更多段位：1位，取值：0（数据包后面没有包，该包为最后的包）、1（数据包后面有更多的包）%20段偏移量：当数据段被分割时，它和更多段位（MF,%20More%20fragments）进行连接，帮助目的主机将分段的包组合。%20TTL：表示数据包在网络上生存多久，每通过一个路由器该值减一，为0时将被路由器丢弃。%20协议：8位，这个字段定义了IP数据报的数据部分使用的协议类型。常用的协议及其十进制数值包括ICMP(1)、TCP(6)、UDP(17)。%20校验和：16位，是IPv4数据报包头的校验和。
9wireshark抓取的互联网层IP包头部信息：
Internet%20Protocol,%20//互联网协议
Src:%20202.203.44.225%20(202.203.44.225)，//源IP地址
Dst:%20202.203.208.32%20(202.203.208.32)，//目的IP地址Version:%204//版本4位，表示版本号，即常说的IPv4；相信IPv6以后会更广泛
Header%20length:%2020%20bytes%20//%20IP包头部长度Differentiated%20Services%20Field:0x00(DSCP%200x00:Default;ECN:0x00)//差分服务字段Total%20Length:%2048//%20IP包的总长度
Identification:0x8360%20(33632)%20//标志字段
Flags:%20//标记字段
Fragment%20offset:%200%20//分段偏移量Time%20to%20live:%20128%20//生存期TTLProtocol:%20TCP%20(0x06)%20//此包内封装的上层协议为TCPHeader%20checksum:%200xe4ce%20[correct]%20//头部数据的校验和Source:%20180.97.33.108%20(180.97.33.108)%20//%20源IP地址Destination:%20192.168.2.56%20(192.168.2.56)%20//目的IP地址
10两类区别
IPv4从出生到如今几乎没什么改变的生存了下来。1983年TCP/IP协议被ARPAnet采用，直至发展到后来的互联网。那时只有几百台计算机互相联网。到1989年联网计算机数量突破10万台，并且同年出现了1.5Mbit/s的骨干网。因为IANA把大片的地址空间分配给了一些公司和研究机构，90年代初就有人担心10年内IP地址空间就会不够用，并由此导致了IPv6%20的开发%20。
IPv6与IPv4相比有以下特点和优点：
(1)更大的地址空间。IPv4中规定IP地址长度为32,即有2^32-1个地址；而IPv6中IP地址的长度为128,即有2^128-1个地址。夸张点说就是，如果IPV6被广泛应用以后，全世界的每一粒沙子都会有相对应的一个IP地址。
⑵更小的路由表。IPv6的地址分配一开始就遵循聚类(Aggregation)的原则,这使得路由器能在路由表中用一条记录(Entry)表示一片子网,大大减小了路由器中路由表的长度,提高了路由器转发数据包的速度。
(3)增强的组播(Multicast)支持以及对流的支持(Flow-control)。这使得网络上的多媒体应用有了长足发展的机会，为服务质量(QoS)控制提供了良好的网络平台。
(4)加入了对自动配置(Auto-configuration)的支持。这是对DHCP协议的改进和扩展，使得网络(尤其是局域网)的管理更加方便和快捷。
(5)更高的安全性。在使用IPv6网络中，用户可以对网络层的数据进行加密并对IP报文进行校验，这极大地增强了网络安全。
11相关协议
IPv6、TCP、UDP、ICMP、SNMP、FTP、TELNET、SMTP、ARP、RARP、RPC、XDR、NFS
12最新资讯
I%20Pv4地址剩余不足5组%20几乎全部耗尽
日前中国互联网络信息中心（CNNIC）表示，全球互联网IP地址刚刚突破了一个新的关键临界点，IANA可分配IPv4地址剩余量已不足10%。CNNIC同时呼吁：应尽快从国家层面加快部署向IPv6地址的平稳过渡，避免在下一代互联网发展中掉队。
I%20CANN主席和首席执行官Rod%20Beckstrom认为：“为了让全球互联网跨越界限地增长与发展，我们需要快速推广IPv6协议的使用，现在是互联网社群联合行动的时候了！”
CNNIC报告中分析：3G推动下的移动互联网发展，也会产生对IP地址巨大需求。未来5年中，移动互联网的IP地址的需求预计达到5-9亿。显而易见，的IPv4地址资源远无法满足增长迅速的网民需求，如果我们不采取及时的应对措施，届时，运营商、用户和设备提供商将有一系列不良连锁反应。
互联网协议（IP）作为一项协议标准为网络设备连入网络做唯一的标识。IP协议版本分为IPv4和IPv6两种。而Ipv6能提供比IPv4更庞大的地址资源。面对如此紧缺的IPv4资源，所有互联网管理者应立即采取措施，推进IPv6网络部署的规划。IP地址是逐级分配的，由互联网名称与地址分配机构（ICANN）授权因特网编号管理局（IANA）负责分配；IANA将IP地址分配给全球五大区域网址分配管理机构（RIRs），例如亚太地区的APNIC%20，RIRs再将其分配到各自所管理的区域。面对不足10%的待分配IPv4地址资源，这迫使全球互联网社群慎重考虑并采取坚决措施确保全球向IPv6的逐步过渡。
面对两年后即将枯竭的IPv4，实现IPv4向IPv6的过渡已经迫在眉睫，世界各国已经对IPv6地址的部署“摩拳擦掌”，欧美等发达国家更是将其上升到国家战略的层面，成立专门的政府工作小组进行相关工作的推进。
相比之下，中国的IPv6产业链不完善。根据最新数据：中国的IPv6地址为63块，排名全球18，远远落后于巴西（65728块）、美国（15025块）、德国（9861块）、日本（8356块）。不难看出，如果不积极应对，我国可能会将输在基于IPv6地址下一代互联网的起跑线上。（2009年数据）
针对这一局面，%20APNIC执委、CNNIC专家张健认为：要实现IPv4向IPv6的平稳过渡，保证我国下一代互联网的稳健发展，需要在网络应用、终端设备、技术标准、IP地址资源分配管理上有一个整体的规划布局，政府、设备供应商、电信运营商，以及内容提供商要履行他们在IPv6过渡中的角色。在这个系统性的工程中，国家力量就显得不可或缺，需要政府不断加强在该领域的投入和政策导向。NRO主席Axel%20Pawlik的呼吁与此“不谋而合”，他强调，“政府部门应该在本国的IPv6部署推进中扮演主要角色。”
CNNIC在2008年提议启动“IP地址国家行动计划”，呼吁从国家层面，在组织机构、技术标准、资金和政策等多个方面入手，根据IPv4地址耗尽的时间段来整体布局我国的IPv6推进计划，确保我国能够顺利地从IPv4过渡到下一代IPv6地址。据了解，CNNIC已经累计为我国分配IPv4地址5600万个。
13国内资源
中国IP地址告急
近日，由中国互联网络信息中心（CNNIC）等主办的2008IP地址资源研讨会在天河软件园召开。会议透露，IPv4地址资源按照的分派速度只剩下830多天。届时，如不采取措施，新网民将无法正常上网。
CNNIC国际业务部IP组业务主管李凯解释，网民要正常上网就必须要有一个IP地址，通过IP地址才能解析域名浏览网页。中国绝大部分网络都是使用IPv4的网络地址，作为互联网的基础资源，IPv4的资源是有限的，已经用掉了80%。其中中国的使用量近来超过了日本，仅次于美国居世界第二位。按照情况，IPv4的网络地址资源只剩下了830多天，这意味着大约到2010年时，如果不使用新的地址资源，新网民将无法正常上网，网络运营商的业务也无法拓展。
李凯介绍，美国已经开发了IPv6网络地址，这是一种没有上限的网络基础资源。但是中国使用这个地址资源的只有教育网。如果要使用IPv6的网络地址，意味着运营商要使用新的设备，而旧的设备都要被淘汰掉，这需要一笔很大的资金，“我们现在到处都开研讨会，就是要告诉网络运营商尽快申请剩下的IP地址，储备起来，另外要提前为网民准备提供IPv6的IP地址”。
14IP分配
被誉为“互联网之父”的文顿·瑟夫日前指出，全球IP地址即将在“几个星期内”用尽。
拉丁美洲及加勒比地区域名注册管理机构公关总监欧内斯托·马卓2010年12月就发出警告称：“互联网中心IP地址将于2011年1月分配完毕”。“本周又分配掉了4批，只剩5批未分配，根据相关决议，这5批IP地址将分给全球5大域名注册机构。”
互联网编号分配机构%20（IANA）2011年2月3日宣布，最后5个IPv4地址“大礼包”已经被分配了出去，每个礼包含有1680万个地址。此后，IPv6地址则会接班，并提供数量“浩瀚”的新型IP地址。
部分高校或者集体都出现了Ip地址紧张的情况，对资源的争抢导致部分用户无法上网！
互联网地址分配机构(IANA)在2011年2月份已将其IPv4地址空间段的最后2个“/8”地址组分配出去。这一事件标志着地区性注册机构(RIR)可用IPv4地址空间中“空闲池”的终结，但这并不意味着IPv4已经无法获得。
在2014年4月份，美国互联网号码注册机构(ARIN)宣布他们已经开始分配其库存的最后可用的“/8”地址组。ARIN负责为美国、加拿大和加勒比地区分配IP地址空间。ARIN为五大全球地区性注册机构(RIR)之一，这些机构会轮流从互联网地址分配机构(IANA)那里领取IP地址组。
ARIN注册服务处主管LeslieNobile在声明中称：“由于地址段规模存量不足，ARIN可能将陷入了无法满足IPv4请求的处境。”
ARIN在2010年曾经向外界阐述了关于如何分配最后的IPv4地址组的处理过程。这个过程分多个阶段，包括逐渐增加互联服务提供商的地址申请限制。
每个IPv4“/8”地址组包含16,777,214个地址。ARIN正在分配其最后的“/8”地址组。ARIN可以选择在更小的地址组内分配IPv4地址，如在一个拥有4,000,000个地址的“/10”地址组或在拥有131,000个地址的“/15”地址组内分配.
Nobile称：“所有的IPv4请求都将根据‘先入先出’的原则处理，同时所有规模的请求都将进行团队评估。对‘/15’地址组或更大规模的请求将需要部门主管批准。”
尽管许多企业和数据中心都在利用网络地址转换(NAT)将多个私有IP地址转换成一个公共的IPv4地址，但是IPv4在全球也仅剩余43亿个地址。
与IPv4地址形成鲜明对比的是IPv6地址空间。作为下一代IP地址，IPv6可以提供34x10的38次方个互联网地址。虽然IPv4地址数量近些年内在不断减少，但是IPv6的普及速度仍然十分缓慢。实际上，现在并不急于推广IPv6，只需在现有的IPv4基础上将32位扩展8位到40位，即可解决IPv4地址不够的问题。这样一来可用地址数就扩大了256倍。
词条图片
IPv4
IPv4
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