【计算机网络】第四章 IPv4

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4.3 IPv4

IPv4是互联网协议第四版(Internet Protocol version 4)的简称。它是现今互联网最常用的网络层协议,为互联网上的设备提供了唯一的逻辑地址,用于在网络中标识和定位不同的主机。

以下是IPv4的一些关键特点和要点:

地址长度:IPv4使用32位地址,通常以点分十进制表示,例如192.168.0.1。

地址空间:IPv4的地址空间为2^32(大约42亿)个唯一地址,数量有限,已经逐渐不足以支撑互联网的快速发展。

分类地址:IPv4的地址空间按照网络和主机的划分进行分类,包括A、B、C、D和E五类地址,每一类的网络地址和主机地址的位数是固定的。

子网划分:为了更有效地利用地址空间,IPv4引入了子网划分的概念,允许网络管理员将一个网络划分为多个子网,每个子网拥有独立的地址段。

协议支持:IPv4提供一系列的网络协议支持,包括传输控制协议(TCP)和用户数据报协议(UDP)等,以满足不同应用的需求。

NAT(Network Address Translation):由于IPv4地址不足的问题,网络地址转换成为一种常见的解决方案,通过将多个内部地址映射到少量的公共IPv4地址,实现了内部网络中多个设备共享一个公网IP地址。

IPv4是互联网发展的基础,然而由于地址空间的有限性和其他的限制,IPv6已经被广泛推广和应用,作为IPv4的后继版本,提供了更大的地址空间和更多的功能特性。

4.3.1 IPv4 地址概述

IPv4 地址 就是因特网上的 每一台主机(或路由器)的每一个接口 分配一个在全世界范围内唯一的 32 比特的标识符
IPv4 地址 采用 点分十进制表示方法。
图示

4.3.2 分类编址的 IPv4 地址

分类编址

A 类地址


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B 类地址
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C 类地址
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习题1
习题1解析
习题1参考答案

习题2

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image.png

总结起来,IPv4是当前互联网最常用的网络层协议,具有以下特点:

地址长度:IPv4使用32位地址,以点分十进制形式表示,拥有约42亿个唯一地址。

地址空间有限:由于地址空间的限制,IPv4的地址正在逐渐匮乏,已无法满足互联网快速增长的需求。

分类地址:IPv4地址空间按照网络和主机的划分进行分类,包括A、B、C、D和E五类地址,每一类具有固定的地址位数来表示网络和主机。

子网划分:为了更有效地利用地址空间,IPv4支持子网划分,允许网络管理员将一个网络划分为多个子网,以独立的地址段分配给不同的子网。

协议支持:IPv4提供了一系列的网络协议支持,包括传输控制协议(TCP)、用户数据报协议(UDP)等,满足不同应用的需求。

NAT:由于IPv4地址不足的问题,出现了网络地址转换(NAT)技术,通过将多个内部地址映射到少量的公共IPv4地址,实现了多个设备共享一个公网IP地址。

尽管IPv4为互联网发展提供了重要基础,但它的独有地址空间限制和其他限制逐渐显现出局限性。因此,IPv6作为IPv4的后继版本,提供了更大的地址空间、安全性增强和更多的功能特性,正在逐渐推广和应用,以适应未来互联网的需求。



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