什么是 IPv4？地址、子网、耗尽，以及网络为什么还在用它

周五要上线，工单是周一大早提的：新服务器，要一个公网 IPv4。你以为这是个采购问题，结果报价单看完更糊涂了——ISP 说整段 /24 拿不出来，只能给几个地址；租赁中介报了个 /25，价格便宜一半；云厂商那边倒是爽快，点几下控制台，一小时 IP 就弹出来了。同一样东西，三种说法，价差快一个数量级。

更糟的是聊天记录里的术语。"这个 /25 能用你自己的 ASN 宣告吗？""ROA 登记了吗？"地址、前缀、宣告、授权，全搅在一句话里。这篇文章把这些东西一件件拆开：IPv4 本身是什么、斜杠后的数字量的是什么、地址为什么不够用、不够了大家靠什么继续跑。BGP 配置不在范围内——它只出现到"地址在哪结束、路由从哪开始"为止。

开篇定义： IPv4（Internet Protocol version 4）是网络层协议，今天仍广泛运行在互联网中。每个数据包都发往一个 32 位地址，写成点分十进制就是 192.0.2.1 这样的形式。在特定网络上下文里，一个地址通常对应一个网络接口——它不是前缀，不是路由，也不是公司。

1. 32 个格子，四个数字

先看一个你每天都在见的东西：192.168.1.1。家用路由器的管理页面，十个人里有八个是在这个地址上输密码的。它就是一个 IPv4 地址——32 个二进制位，每 8 位一组，共四组，每组换算成 0 到 255 的十进制数，中间拿点隔开：

192.0.2.1
= 192 . 0 . 2 . 1
= 11000000 . 00000000 . 00000010 . 00000001

这 32 位在实际使用中分成两段：前面一段是网络部分，说明这个地址属于哪个网络；后面一段是主机部分，说明是这张网里的哪台设备。切分点落在哪一位，地址本身不写——那是前缀长度的事，也是这套体系里最值得搞懂的一个概念，什么是 IP Prefix？有完整展开。

一个 IPv4 地址就是 32 位：四个八位组，写成四个 0–255 的十进制数。

顺带说一句，IPv4 交付数据是"尽力而为"：不保证到、不保证只到一次、不保证按顺序到。可靠性是上层的 TCP 在兜底。这套设计 1981 年写进 RFC 791，四十多年了，骨架没变过。

2. /24 量的是范围，不是地址

报价单上那个 /24，量的从来不是"256 台服务器"。斜杠后面的数字叫前缀长度——网络部分固定多少位。固定的位数越多，剩下的自由位越少，范围就越小。每多固定一位，范围砍一半。

写法	范围内的地址数	常见语境
/8	16,777,216	早期的大块分配，整个运营商级别
/16	65,536	大型企业地址块
/24	256	广泛传播时常见的实际边界
/32	1	单个地址

/24 是 256 个地址，/25 是它的一半，128 个。还有一笔账要单独算：当一个 /24 被当作局域网子网用的时候，第一个地址是网络地址、最后一个是广播地址，真正能配给机器的是 254 个。当它作为路由块被宣告时，算法又不一样。别把"256"直接当成"256 台可用服务器"。

前缀长度固定前 N 位：固定的位数越多，剩下的地址越少——每加一位，砍一半。

3. 地址、前缀、路由、宣告，四个词四种活

前面报价单的混乱，根子在于四个概念被当成了一个。它们各自回答不同的问题：

概念	回答的问题
IPv4 地址	这个接口用哪个地址
IPv4 Prefix	这段地址覆盖哪个范围
Route	去这个范围的流量该往哪送
BGP 宣告	哪个网络正在声明"到我这有路"

四行各自独立，各自可能对、也可能坏。你可以持有地址但从没宣告过；可以宣告一段根本不属于你的范围（这会出事，但技术上拦不住你配置）；也可以手里有合法的前缀，路由却没人帮你传播。记住这个"各自独立"，后面每一节都是它的变体。

4. 公网、私网、NAT：一张表说清

再讲一个实际场景。你在家查"我的 IP"，网页显示 100.64.x.x——这通常说明你的宽带在运营商级 NAT（CGNAT）后面，很多用户共享几个公网地址，100.64.0.0/10 这段地址就是专门为这事留的。手机流量也一样，不少 4G/5G 用户会经过 CGNAT。

	公网 IPv4	私网 IPv4（RFC 1918）	NAT
例子	203.0.113.7	10.0.0.0/8、172.16.0.0/12、192.168.0.0/16	一个公网地址带一群私网设备
互联网可路由？	有路由就可以	不行，保留给内部用	只有公网那一侧可以
谁在用	服务器、路由器	所有局域网、办公室、家里的路由器	家庭宽带、移动网络、不少云默认配置

三个误区值得当场拆掉，因为每一个都会让人花冤枉钱：

• 私网地址不是"质量差的公网地址"。 它是刻意保留、可重复使用的空间。全世界千万个网络里同时存在 192.168.1.1，这不是浪费，是设计。
• NAT 解决的是地址复用，不是公网可达。 它让几十亿设备挤在缩水的地址池后面，但 NAT 后面的设备默认从外面进不来。
• 有公网 IPv4 不等于全球能访问你。 可达性是路由的属性：没有宣告、没人接受、没人传播，就没有访客——哪怕地址登记在你名下。

5. /24 在全球路由里为什么被反复提到

聊 BGP 的地方迟早会冒出 /24 这道坎。实际的情况比传说要窄：

• 很多网络对 IPv4 设置了前缀长度过滤，比 /24 更具体的——也就是 /25、/26——直接不收。
• 于是 /24 成了全球 IPv4 路由里一个约定俗成的实际边界：通常能指望被广泛传播的最具体长度。
• /25 技术上完全可以配置、可以宣告，你的路由器不会报半个错。但它能不能传出你的上游，取决于路径上每一个网络自己的过滤策略。

所以"能宣告"和"全球可见"是两句话，说话的人都不一样——前者你自己就能说，后者要路径上所有人点头。这个缝隙正是 IPv4 小于 /24 的租赁那篇的主角；同一串条件放到 IPv6 世界里长什么样，看怎么通过 BGP 宣告 IPv6 /48。

6. 地址是怎么"用完"的，现在从哪来

43 亿个地址，对上几十亿部手机，再算上服务器、路由器、摄像头、汽车，这笔账从来就没宽裕过。时间线不复杂：2011 年，IANA 把中央池里最后几个 /8 分给了各区域注册机构；随后几年，各 RIR 一个接一个见底——负责欧洲、中东和中亚的 RIPE NCC 在 2019 年宣布可分配的 IPv4 清零。

从那以后，供给就变成了二级市场。地址被租赁（按合同期限取得使用权）、转让（按注册政策永久过户）、回收（从沉睡的分配里抠出来）、复用（靠 NAT 和 CGNAT 把一个地址掰成一片用）。没有任何一步凭空变出新地址，变的只是谁持有、用得多狠。

层级上记住四个词就够：IANA 管全球总池，RIR 按区域分，LIR（比如 SKNK）在区域内持有和分配资源、帮用户走注册流程，End User 从前面某一层拿到使用权。再深就轮到另一篇文章了。

而"拿到地址"这件事，含义差别大到能在你搬家那天引爆：

来源	你实际拿到的是什么
ISP 提供	随接入服务一起的使用权——换 ISP 就得重新编号
云厂商	绑定在云资源上的地址——资源释放，地址回收
IPv4 租赁	固定期限内的合同使用权——注册关系始终在持有方手里
PI 资源	登记在你名下的独立资源，管理关系更直接
PA 资源	挂在某个 LIR 之下的分配——依附于这层关系

几句必须说透的话：有 ASN 不等于有 IPv4 地址，两样东西谁也不送谁。租赁不转移所有权，期限内注册记录一直在持有方那里。能在 BGP 里宣告一段前缀，也不代表这段资源以后能跟着你走。签合同之前，把合同、RPKI 记录、IRR 对象、上游授权四样东西分开核对——任何一样都能独立地让另外三样的承诺作废。

7. 从一个地址到全球可见，中间隔着什么

地址躺在注册表里和它在公网可达，中间隔着一条链，每一环都可能单独断掉：

从地址资源到全球可见：授权记录、路由器配置、上游过滤，各自独立决定这条路由走不走得远。

1. 资源存在——你持有、租赁或从 LIR 获得了一段前缀。
2. 授权被登记——ROA 声明预期起源 ASN，IRR Route Object 登记路由意图供过滤器参考。
3. BGP 宣告——你的路由器配置以你的 ASN 为起源把前缀发给上游。
4. 上游过滤与接受——每个网络按自己的策略，组合核对 ROA、IRR、前缀长度和本地规则，再决定传不传。
5. 传播并被观测到——looking glass、路由采集器里能看到这条路由了。

五个角色，一个不多：IPv4 地址是资源，ASN 是网络身份，BGP 是交换机制，ROA 是起源授权，IRR Route Object 是过滤参考。任何一层出问题——ROA 过期、Route Object 缺失、前缀太具体、上游卡得严——都会让你的可见性悄悄缩水，而其他所有环节看起来都健康得很。

角色分工顺带说一句：SKNK 提供 ASN 赞助和 IPv6 PA /48 分配（含 SKNK PA 资源的 RPKI ROA 管理），不销售附带全球路由保证的 IPv4，也不替客户运营 BGP——上游选择和路由器配置由客户负责，另有书面约定除外。

8. IPv4 和 IPv6，到底差在哪

	IPv4	IPv6
地址长度	32 位	128 位
地址数量	约 43 亿	多到用不完
写法	点分十进制 192.0.2.1	十六进制 2001:db8::1
对 NAT 的依赖	普遍且结构性	通常很少
地址供给	已耗尽，走二级市场	新申请仍充足
路由颗粒习惯	/24 实际边界	/48 分配、/64 一个局域网
迁移方式	继续跑、加大复用	双栈起步，逐步过渡

两个极端都别信。IPv6 不"更快"，IPv4 也不会哪天突然消失。现实的图景是两套协议并行跑很多年——另一边的故事，什么是 IPv6？讲得完整。

9. 六个常见误区

1. "IPv4 地址就是 IPv4 Prefix。" 地址是一个端点，Prefix 是一段范围。宣告、ROA、租赁，操作的全是范围。
2. "有公网地址，全世界就能访问我。" 还得有人宣告、有人接受、有人传播。地址是必要条件，不是充分条件。
3. "有 ASN 就等于有 IPv4 资源。" ASN 是路由身份，不带地址；地址也不带 ASN。
4. "/25 一定不能通过 BGP 宣告。" 能配置、能宣告。没保证的是能不能传过前缀长度过滤——那是每一个 transit 网络自己的决定。
5. "ROA 是 Valid 的，路由就一定通。" Valid 只代表起源验证通过，豁免不了前缀长度过滤、本地策略和下游的配置错误。
6. "IPv6 都出来了，IPv4 没价值了。" IPv4 仍被广泛使用，租赁市场价是真金白银，双栈意味着两边都得伺候好。

FAQ

IPv4 地址一共有多少个？

4,294,967,296 个，2 的 32 次方。其中相当一部分属于私网、组播、文档和其他特殊用途，不会作为普通公网地址出现。

192.168.1.1 是公网地址吗？

不是。192.168.0.0/16 属于 RFC 1918 私网段，同样的地址在全世界几百万个网络里同时合法存在——这正是它的用途。

/24 和 /25 差在哪？

只差大小：/24 是 256 个地址，/25 是一半，128 个。但在全球路由里这个差别不是零头——/25 比很多网络的过滤边界更具体。

IPv4 地址可以租赁吗？

可以。注册机构清零之后，租赁按合同期限提供一段已登记地址的使用权，价格由市场决定。整个租期内，注册记录通常一直留在持有方名下。

租了 IPv4 之后，能用自己的 ASN 宣告吗？

技术上可以配置 BGP 宣告，但租约不会自动授权你这样做：必须由资源持有人或服务商明确允许你的 ASN，并配套建立匹配的 ROA 和 IRR 记录。能不能全球传播，还取决于前缀长度和每个网络的过滤策略。能宣告和能到达，是两个问题。

IPv4 和 IPv6 能同时用吗？

能，而且这就是现在的标准姿势——双栈。一台服务器两边各拿一个地址，两边都服务，客户端有什么用什么。

为什么还需要 NAT？

因为它把一个公网地址变成了一整个网络的出口，也因为在二级市场上公网 IPv4 是要花真钱买的。NAT 活下来靠的是经济账，不是优雅。

IPv4 会彻底消失吗？

看不出任何值得押注的时间表。更现实的预期是相对份额长期、不均匀地下滑，IPv6 占比爬升，两套协议在可预见的将来并存。

结尾

Key Takeaways：

• IPv4 是 32 位、尽力而为的网络层协议，一个地址对应一个接口。
• 地址、Prefix、路由、宣告回答四个不同的问题，各自独立地坏。
• 私网和 NAT 是设计出来的省地址手段，不是"次等地址"。
• 前缀越长范围越小；/24 是 IPv4 全球传播的实际边界，不是物理定律。
• 耗尽催生了二级市场：租赁、转让、复用，叠在 IANA → RIR → LIR → End User 之上。
• 可达性是一条链，任何一环都能单独断。

一句话总结： IPv4 是互联网仍在依赖的 32 位寻址系统——但地址归谁、前缀多宽、BGP 有没有宣告、全球能不能到达，是四个独立的问题。

继续阅读：

• 什么是 IP Prefix？ —— 斜杠后面那个数字的完整规则。
• 什么是 ASN？ —— 宣告背后的网络身份。
• 什么是 ROA？ —— 声明预期起源的授权记录。
• IPv4 小于 /24 的租赁 —— sub-/24 租约实际买到的是什么。
• 什么是 IPv6？ —— 地址空间故事的另一面。
• 怎么通过 BGP 宣告 IPv6 /48 —— 完整的上线链路。

技术资料核对： RFC 791、RFC 1918、RFC 4632（CIDR）、RFC 6598（CGNAT 共享地址空间）、RIPE NCC IPv4 耗尽说明。