一、IPv4

1、IPv4：TCP/IP协议规定，IPv4地址使用32位的二进制表示，也就是4个字节，为了方便使用，IPv4地址被写成十进制形式，中间用”.”分开。 【点分十进制表示法】

2、IPv4地址分类

2.1 私有地址在互联网上不使用，只在局域网内使用的地址。

2.2 127.X.X.X，环回（Loopback）地址（常用127.0.0.1），向自己发送，不会离开设备。主要用于本地回环测试（测试和调试网络应用程序，诊断网络连接问题‌）。

2.3 169.254.X.X，APIPA（Automatic Private IP Addressing）地址，当设备无法通过DHCP（动态主机配置协议）服务器获得有效的IP地址时，操作系统会自动分配169.254.X.X地址，确保基本的计算机网络连接性。‌

3、子网掩码：用于区分网络地址、主机地址、广播地址。网络号部分全1，主机号部分全0。

网关：转发不同网段之间的数据包。

4、可变长子网掩码（VariableLength Subnet Masking，VLSM）：对子网再次进行子网划分。（大网分解成小网）

4.1节约IP地址，IP地址利用率更高，寻址效率更高。

5、无类别域间路由（Classless Inter-Domain Routing，CIDR）：对IP地址进行归类。（小网合并成大网）

5.1提高了IPv4的可扩展性和效率，减小路由表的大小，提高路由器的查找效率。

6、IPv4报文格式

6.1版本号：4位，标识数据报的IP版本号，值为二进制0100，则表示IPv4。

6.2头部长度（Internet Header Length，IHL）：4位，常用的值是5，也是可取的最小值，表示报头为20字节；可取的最大值是15，表示报头为60字节。

6.3服务类型（Type of Service，ToS）：8位，指定特殊数据处理方式。该字段分为两部分：优先权和ToS。

【后来该字段被IETF改名为区分服务（Differentiated Services，DS）。前6位构成了区分代码点（DiffServ Code Point，DSCP）：定义64个不同服务类别；后2位为显式拥塞通知（Explicit Congestion Notification，ECN）：通知拥塞。】

6.4总长度（Total Length）：16位，首部加上据之和，数据报最长为216-1=65535字节，超过1500字节需要分段。

【最大传输单元（Maximum Transmission Unit，MTU）限制：以太网单个IP数据报不能超过1500字节。】

6.5标识符（Identifier）：16位，同一数据报分段后，标识符一致，便于重装。

6.6标记字段（Flag）：3位，第1位不使用；第2位不分段（DF）位（1不能分片，0允许分片）；第3位更多分片（MF）位（1还有分片，0最后分片）

6.7段偏置值（Fragment Offset）：13位，标识所分片的分组（分片后再原数据报中的位置）。单位8字节，每个分片长度是8字节的整数倍。

6.8生存期（Time to Live，TTL）：8位，最多可以经过的路由器数，每经过一个路由器减1，为0丢弃。

6.9协议（Protocol）：8位，IP层所封装的上层协议。【ICMP（1），IGMP（2），TCP（6），UDP（17）】

6.10头部校验和（Header Checksum）：16位，根据IP头部计算得到校验和码。【不对IP报头后面数据校验。】

6.11源地址（Source Address）：32位，发送IP数据报的源主机地址

6.12目的地址（Destination Address）：32位，接收IP数据报的目的主机地址

6.13任选数据（Options）：长度可变，长度必须是32位（4字节）的整数倍，不够填充0。

二、IPv6

1、IPv6：互联网工程任务组（IETF）设计替代现行IPv4的下一代IP协议，IPv6地址使用128位二进制，通常分8组，每组4个十六进制数的形式，中间用“:”分开。

2、IPv6书写规则

2.1起始的0可以忽略不写【末尾不能忽略】

2.2全0组成的1个或多个段可以用“::”表示【只能使用一次】

如：2024:0000:0000:0000:0000:0000:0020:0000 可以简写成：2024::20:0

2.3IPv4兼容地址::192.168.10.1

【IPv6没有广播地址，组播地址代替。

任播地址是IPv6协议特有的地址类型，适合于一对一组中的一个(One to One of Many)的通信需求。
任意播地址不能作为源地址，只能作为目的地址，不能指定给IPv6主机，只能指定给IPv6路由器。】

3、IPv6报文格式

3.1版本：4位，标识数据报的IP版本号，值为二进制0110，则表示IPv6。

3.2通信类型：8位，区分不同的IP分组。

3.3流标记：20位，标识某些需要特别处理的分组。

3.4负载长度：16位，表示除了IPv6固定头部40个字节之外的负载长度，扩展头包含在负载长度之中。

3.5下一头部：8位，指明报头后接的报文头部的类型，若存在扩展头，表示第一个扩展头的类型，否则表示其上层协议的类型，IPv6各种功能的核心实现方法。

3.6跳数限制：8位，用于检测路由循环，类似TTL。

3.7源地址：128位，发送IP数据报的源主机地址。

3.8目标地址：128位，接收IP数据报的目的主机地址。