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IP 协议概述
网际协议 (Internet Protocol，IP )是 TCP/IP 体系结构网际层中的核心协议，也是构成互联网的基础。
IP 协议是一种用于在计算机网络中传输数据的协议 ，是 TCP/IP 协议组中的网络层协议之一。它主要负责将数据包从源地址传输到目的地址，它通过 IP 地址来识别网络中的计算机和设备，实现了计算机之间的通信。
网际协议IP、传输控制协议 TCP、TCP/IP 体系结构是由"因特网之父" Robert Kahn 和 Vint cerf 二人共同研发的，1974年5月发布了 TCP/IP 的第一个版本。
设计 IP 的目的是为了解决互联网问题，实现大规模、异构网络的互联互通，并分割顶层网络应用和底层网络技术之间的耦合关系，以利于两者的独立发展。
IP 协议是一种无连接、不可靠 的协议，它将数据包分割成一系列的数据包，每个数据包被称为 IP 数据报。每个 IP 数据报中都包含了发送方和接收方的 IP 地址，以及其他的控制信息。
异构网络互连
异构网络互连是指将不同种类的网络连接在一起，使它们能够相互交流与合作。在现代社会中，各种类型的网络正在迅速发展，包括物联网、移动网络、云计算网络等，这些网络在功能、技术和协议方面存在差异，因此如何将它们有效地连接起来成为一个具有挑战性的问题。
这些网络的拓扑、性能以及所使用的网络协议都不尽相同，这是由用户需求的多样性造成的，没有一种单一的网络能够适应所有用户的需求。
要将众多的异构型网络都互连起来，并且能够互相通信，则会面临许多需要解决的问题：
- 不同的网络接入机制
- 不同的差错恢复方法
- 不同的路由选择技术
- 不同的寻址方案
- 不同的最大分组长度
- 不同的服务(面向连接服务和无连接服务)
IP 地址
IP 地址是 IP 协议的核心概念 ，用于唯一标识连接在Internet 上的所有 主机、路由器和其他网络设备 。IP 地址分为 IPv4 和 IPv6 两种类型。
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IPv4地址是由 4个字节 组成，通常表示成点分十进制格式 ，如192.168.1.1。总共有 2 32 2^{32} 232 种（大约 42 亿） -
IPv6地址则使用更长的 128 位，16个字节 来表示地址，示例格式如下：2001:0DB8:85A3:0000:0000:8A2E:0370:7334总共有 2 128 2^{128} 2128 个（大约 340 万亿亿亿亿）。IPv4 的地址目前已耗尽，而 IPv6 的地址是根本用不完的。
IPv4
IPv4（Internet Protocol version 4）是互联网上最常用的 IP 协议版本。是给因特网（Intemnet）上的每一个主机（或路由器）的每一个接口 分配的一个在全世界范围内唯一的32比特的标识符 。它是互联网传输层协议栈中的网络层协议，用于为网络中的设备分配唯一的 IP 地址，并在网络上传输数据。
IPv4地址格式：
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32位地址：IPv4地址是一个32位的二进制数，通常表示为四个十进制数字，每个数字代表8位（一个字节），中间用点号分隔。例如：192.168.1.1。
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子网掩码：子网掩码用于区分IP地址中的网络部分和主机部分。常见的子网掩码有255.255.255.0（/24）、255.255.0.0（/16）和255.0.0.0（/8）。
IPv4 地址空间的有限性导致了 IP 地址短缺问题 。IPv4 地址共有约 42 亿个，但是随着互联网的快速发展，这个数量已经远远不够。2011年2月3日，因特网号码分配管理局（Internet Assigned Numbers Authority,IANA）（由ICANN行使职能）宣布，IPv4地址已经分配完毕。
IPv6
由于 IPv4 是在20世纪70年代末期设计的，其 IPv4 地址的设计存在以下缺陷：
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IPv4的设计者最初并没有想到该协议会在全球范围内广泛使用因此将IPv4地址的长度 规定为他们认为足够长的32比特， -
IPv4地址早期的编址方法（分类的IPv4地址和划分子网的IPv4地址）也不够合理，造成IPv4地址资源的浪费。
如果没有网络地址转换 NAT 技术 的广泛应用，IPv4 早已停止发展。然而，NAT仅仅是为了延长 IPv4 使用寿命而采取的权宜之计，解决 IPv4 地址耗尽的根本措施就是采用具有更大地址空间（IP地址的长度为128比特）的新版本IP，即IPv6。
IPv6（Internet Protocol version 6）是互联网协议的第六版，旨在解决 IPv4 地址耗尽问题，并提供更安全、更高效的网络通信。IPv6 的设计不仅增加了地址空间，还引入了许多新的特性和改进。
主要优势：
- 更大的地址空间：128位地址提供了几乎无限的地址空间，解决了IPv4地址耗尽的问题。
- 更简单的头部格式：固定40字节的头部，简化了处理过程，提高了转发效率。
- 内置的安全性：IPv6支持IPsec（Internet Protocol Security），提供了端到端的安全性。
- 自动配置：支持无状态地址自动配置（SLAAC），设备可以自动获取IPv6地址。
- 更好的移动性：支持移动IPv6（MIPv6），提高了移动设备的网络连接体验。
- 更高效的路由：更大的地址空间和更好的路由聚合能力，减少了路由表的大小，提高了路由效率。
但到目前为止，IPv6还只是草案标准阶段 [RFC2460，RFC4862，RFC4443]