了解 IPv4：互联网的基础

你在电脑上打开一个网页，请求经过好几张网络，网页又能回到你的屏幕。IPv4 提供的地址，就是帮助数据完成这趟旅程的一部分。它告诉路由器往哪里送数据，却不等于谁拥有网络，更没有回答谁有权管理互联网。

先弄懂“数据怎样送到”，再看“地址怎样分配”，IPv4 就没那么抽象了。

四组数字表示什么？

一个 IPv4 地址可以写成 192.168.1.10。四组数字各占 8 个二进制位，每组的范围是 0 到 255，合起来就是 32 位。这样的组合一共有 4,294,967,296 种，其中包含私有网络和特殊用途的范围，并不是每一种都能拿来给网站配置公网地址。

IPv4 技术规范（英文）规定了数据包里的源地址和目的地址。可以把目的地址理解成包裹上的收件地址：它帮助投递，并不说明收件人是谁。

数据包怎样找到目的地？

设备把数据交给路由器，路由器查自己的转发表，决定下一步交给哪条链路。沿途的路由器接力处理，直到数据到达目的网络。普通 IPv4 地址里，并没有写好整条旅程的路线。

为了方便转发，一组地址可以用共同的“前缀”表示。比如 /24，意思是地址的前 24 位属于前缀。想看具体怎么算，可以接着读地址结构与前缀入门。

每台设备都要有自己的公网地址吗？

不需要。家里的手机和电脑可以各有一个私有地址，再通过路由器共用一个公网地址上网。邻居家也可能使用相同的私有数字，只要双方处在各自独立的网络里，就不会因此冲突。

私有地址规范（英文）允许这种内部复用；这些地址不会作为目的地向整个公网发布。常见的 NAT，也就是网络地址转换，会记录连接关系，把收到的回复交还给正确的设备。它减少了公网地址的需求，也增加了需要维护的状态。具体过程可以看NAT 怎样让设备共享地址。

“总数有限”和“买不到地址”，不是一回事

IPv4 的总数确实固定。但一个企业能否获得合适的地址、价格多少、使用条件怎样，不能只靠这一个数字回答。注册机构尚未分配的地址池、已经在运行的地址，以及可以通过转让或租赁取得的地址，是不同的情况。

卢恒在第 45 篇笔记中质疑的，正是从“注册机构的地址池耗尽”直接跳到“IPv4 无法继续支持经济活动”的说法。他主张看实际能否取得地址、成本占多少，再追问：以稀缺为理由建立的管理权，是否仍然合理？决定网络怎么发展，需要看运营者手里真正有哪些选择。

IPv6 又改变了什么？

IPv6 使用 128 位地址（英文规范），地址空间大得多，数据包格式也不同。但接入 IPv6，并不会让仍在使用 IPv4 的客户消失。同时支持两种协议，可以照顾两边的用户，也意味着两条路径都要维护。

无论使用哪种协议，安全都需要实际配置。地址格式不会自动加密通信，也不会替你决定哪些连接可以进入网络。

为什么这个问题会通向运营者的选择权？

对于运营者，地址既关系到技术，也关系到投入和控制权。卢恒主张，建设网络、承担成本的人，应当能够决定网络的发展方向。在第 29 篇笔记中，他把 IPv4 的可转让性、市场与注册层去中心化联系起来。

所以，值得问的不只是“哪个协议更新”，而是：什么对用户有用，长期运行要付出什么，又由谁来决定？IPv6 入门会用一家网店的例子继续说明。