IPv4和IPv6基本知识点专题分享，带你一分钟全部掌握

1、IPv4

Internet Protocol version 4

地址长度：32位，约43亿个

表示法：点分十进制表示法，/后表示网络号长度（如192.168.1.1/24表示，IP地址前24位表示网络号）

IPv4地址可以分5类：

分类 前缀 地址范围 用途 描述

A类 0 0.0.0.0-127.255.255.255 单播/特殊 7位网络号，24位主机号

B类 10 128.0.0.0-191.255.255.255 单播/特殊 14位网络号，16位主机号

C类 110 192.0.0.0-223.255.255.255 单播/特殊 21位网络号，8位主机号

D类 1110 224.0.0.0-239.255.255.255 组播 组播地址

E类 1111 240.0.0.0-255.255.255.255 保留 保留地址，全1地址为广播

特殊的IPv4地址：

10.0.0.0/8 家庭、办公室、企业的私网地址

172.16.0.0/12 家庭、办公室、企业的私网地址

192.168.0.0/16 家庭、办公室、企业的私网地址

169.254.0.0/16 Link-local地址，只在本网段有效，路由器不转发此地址

127.0.0.0/8 环回地址

224.0.0.0/4 组播地址

240.0.0.0/4 供测试使用保留

255.255.255.255 广播

IPv4报文首部：

字段 长度 作用

版本 4bit IP类型，0100表示ipv4,0110表示ipv6

首部长度 4bit 首部长度，单位4byte

DSCP 6bit 区分服务代码点

ECN 2bit 拥塞标识符

总长度 16bit 包括IP报头的总长度

标识 16bit 与标记字段和分片偏移字段共同用于IP报文分片控制

标记 3bit 第1位未使用，第2位是不分段位DF

分片偏移 13bit 单位8byte，指明分段起始点，相对于报头的偏移

生存期 8bit TTL，IP报文被转发过程中，每遇到一个路由器，TTL减1，目的是防环

协议类型 8bit 应用层或传输层协议类型

头部校验和 16bit 针对IP报头的纠错字段

源IP地址 32bit 源地址

目的IP地址 32bit 目的地址

可选项 小于40byte

根据IPv4地址和子网掩码确定网络号、子网号、主机号：

（1）根据IP地址的高位可知道一个地址属于哪一类地址，比如172.16.1.1，根据172得知这是一个B类地址，网络号长度为14位

（2）根据子网掩码可以知道网络号和子网号的位数，比如172.16.1.1，子网掩码255.255.255.0，则前24位为网络号，后8位为主机号

（3）综上，172.16.1.1/24的前14位为网络号，中间8位为子网号，后8位为主机号

2、IPv6

Internet Protocol version 6

地址长度：128位，数量很多，多到地球表面每平方能分到300亿亿个地址

ipv6地址的表示法：

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

带子网号 ABCD:EF01:2345:6789:ABCD:EF01:2345:6789/64

带端口号 [ABCD:EF01:2345:6789:ABCD:EF01:2345:6789]:8080

ipv6地址的分类：

单播 对应一个接口，报文由这个接口接收

任播 对应一组接口，报文由组内某个接口接收

组播 对应一组接口，组内所有接口都接收这个报文

特殊的ipv6地址：

::/128 全0，未指定使用方式的地址

::1/128 最后一位为1，其余为0，环回地址

FF00::/8 组播地址

FE80::/10 本地链路单播地址，即Link-local地址

ipv6报文首部：

字段 长度 作用

版本 4bit 0110是ipv6

DSCP 6bit 区分服务代码点

ECN 2bit 拥塞标识符

流标签 20bit 标记报文数据流类型，区分不同报文，由源节点分配

负载长度 16bit 单位1byte，除了基本头部以外的部分的长度

下一个头部 8bit 当前报头的下一个头部类型，可能是上层协议或扩展报头

跳数限制 8bit 类似于ipv4的TTL

源IP地址 128bit 源地址

目的IP地址 128bit 目的地址

IPv6地址的组织方式：

（1）前48位为路由选择前缀（相当于网络号）

（2）中间16位为子网ID（子网号）

（3）最后64位作为接口ID（主机ID）

因为IPv6地址足够多，所以其地址组织方式显得没IPv4那么拥挤和节省

3、IPv6对于IPv4的优势：

（1）IPv6地址空间更大。128位地址提供的地址数量远超IPv4的32位地址（取之无尽的IP地址资源）

（2）路由表更小，使路由转发效率更高（网速提升）

（3）增强的组播及对流的控制，提高了网络多媒体应用的QoS（是多媒体应用泛滥的当今时代的福音）

（4）支持自动配置，对DHCP的扩展，更方便管理网络（尤其是LAN）

（5）安全性更高，允许对网络层数据加密

（6）允许协议扩充

（7）更灵活的首部格式，使用扩展头部概念

（8）新的选项