| > TCP/IP协议自80年代投入使用以来，经历了ARPANET、NSFNET、商业运营和全球化推广使用等四个阶段，现在IPv4面临被淘汰出局的尴尬处境，本篇文章试图从以下几个方面叙述一个造成今天这种情况的原因。让我们首先分析一下IPv4报头结构，从报头结构我们看到，表示数据包的源和目的的是源地址和目的地址，长度都是32位（以二进制表示的数字长度）。如果地址按平面结构进行分配且做到全球唯一性，即能够表示232个地址，换算成十进制数为4,294,967,296个地址，大约43亿。有一种对IPV4的指责便来源于此，此种看法认为：全球人口大约为60亿，让这60亿人来分43亿的地址，平均为0.717个地址，平均人手不到1个IP地址。如果按照这种思路来看，你有IP地址而我没有，是否是对我个人的不敬，在全球追求平等的大气氛下，确实有失公允。考虑到全球人类的受教育水平，人人拥有一个IP地址，并没有这个必要，即便有这个必要的话，我们也要考察一下申请IP地址的个人是否有将IP这个宝贵资源充分利用的能力，否则便是对资源的无端浪费。从另外一个方面看，IP是Internet的主要协议，是为了解决实际数据通信问题而诞生的，我们没有必要以一个数字去表示自己的身份，这样做是非常荒谬的。 按类进行地址分配所造成的问题 上面我们探讨的是IP地址空间按照平面结构实施分配的情况，在Internet中并没有遵循这样简单思路的习惯。考虑到寻址的效率问题，实际采用的是地址层次化分配，早期的地址分配方案将IP地址分为A类、B类、C类、D类和E类。 A类地址：网络号占8位，主机号占24位，A类IP地址第一比特为0，所能表示的网络数为27-2=126个物理网络，假设每个网络内按照平面结构进行分配，最多容纳224-2=16,777,216，如此A类网络可以利用的IP地址总数为126×16,777,216=2,113,929,216，地址利用效率为2,113,929,216/231=98.4375%。由于早期地址分配的策略问题，分配A类地址是巨大的浪费。最多只能有126个大型网络能够申请到这样的地址。 B类地址：主机号和网络号各占16位，所能表示的网络数为214-2=16,382，假设每个网络内按照平面结构进行分配，最多容纳216-2=65,534，如此B类网络可以利用的IP地址总数为16,382 × 65,534=1,073,577,988，地址利用效率为1,073,577,988/230=99.9845%。B类网络由于规模较小，地址浪费的情况不是很严重。 C类地址：网络号占24位，主机号占8位，所能表示的网络数为221-2=2,097,152，每个网络可以容纳28-2=254个地址，如此C类网络可以利用的IP地址总数为254 × 2,097,152=532,676,608，地址利用效率为532,676,608/229=99.21875%。 |
