了解 IPv4：網際網路的基礎

在筆記型電腦上開啟網站後，回應會穿過數個網路回到你的裝置。IPv4 提供了讓這段旅程成為可能的位址系統之一部分。它告訴路由器封包要往哪裡去；它不擁有網路，也不決定誰應該治理網路。

這項區分能讓 IPv4 更容易理解。先從傳遞開始，再看位址如何被共享與管理。

四個數字代表什麼？

IPv4 位址看起來像 192.168.1.10。四個部分各自代表八個二進位數字，因此每個部分的範圍是 0 到 255。四個部分合在一起形成 32 位元位址。可能的組合共有 4,294,967,296 個，其中包括保留給私人網路與特殊用途的範圍。它們並不全都是網站可使用的公開位址。

IPv4 規格說明封包標頭中的來源位址與目的地位址。你可以把目的地想成包裹上的地址。它有助於遞送，但不是收件人的身分描述。

封包如何抵達目的地？

你的裝置會把流量送往路由器。路由器查閱轉送資訊，把封包交給下一個適當的連結。其他路由器重複這個過程，直到抵達目的地網路。完整路徑並沒有寫在一般的 IPv4 位址裡。

網路前綴會把可以一起處理的位址分成一組。例如 /24 表示前 24 個位元識別這個前綴。如果你對這個概念不熟悉，可以參考位址結構與前綴指南中的小例子。

每台裝置都需要自己的公開位址嗎？

不需要。你的手機與筆記型電腦可以使用不同的私人位址，再透過家用路由器共享一個公開位址。另一個家庭也能在自己獨立的網路內使用相同的私人數字。私人位址規格讓這種重複使用成為可能；這些內部位址不會在公開網際網路上被宣告為目的地。

常見的網路位址轉換（NAT）會追蹤連線，讓回應抵達正確的內部裝置。它可以節省公開位址，但也增加了網路必須維護的狀態。想了解這項機制及其取捨，請閱讀NAT 如何共享一個位址。

有限的數字與無法取得的位址，是兩種不同的說法

IPv4 的大小是固定的，但這並不能告訴企業能否取得合適的位址、價格是多少，或必須遵守哪些條件。分配池、已經在使用中的位址，以及透過轉讓或租用取得的位址，是不同的事物。

在第 45 篇 Note中，Lu Heng 質疑從註冊管理機構的位址池已耗盡，跳到 IPv4 無法再支持經濟活動的說法。他要求讀者檢視實際的可用性與成本，再追問以稀缺性為名所正當化的行政權力。一項有用的決策，應該從營運者真正擁有的選項出發，而不只是看位元數量。

IPv6 改變了什麼？

IPv6 使用 128 位元位址與不同的封包格式，提供大得多的位址空間。加入 IPv6 並不會自動消除接觸 IPv4 使用者的需要。同時運行兩種協定，是服務兩群使用者的一種方式，但每條路徑都需要營運工作。

IPv4 與 IPv6 同樣需要有意識的安全設定。單靠位址格式，既不會加密通訊，也不會決定哪些連線應該獲准。

Lu Heng 為什麼把營運者帶入這場討論？

對網路營運者來說，位址把工程工作連接到投資與控制。Lu Heng 認為，建設網路並承擔成本的人，應該能夠選擇網路如何發展。在第 29 篇 Note中，他把 IPv4 位址的可轉讓性與市場，連結到分散註冊層的主張。

因此，實際問題不只是「哪個協定比較新？」而是：什麼能服務使用者？營運成本是多少？誰有權決定？IPv6 介紹透過網路商店的例子，進一步探討這個問題。