IP 概述
用在網際網路上（internet）標記一個網路介面卡（某台電腦、行動裝置）的獨特位址。
簡單來說就類似寄送包裹時的郵寄目的地；在網路上也需要有一個 IP 位址，才能將資料送給正確的目標。
IP 版本
IPv4
每個 IPv4 位址由四個由點（.）分隔的數字組成，每個數字可以是 0~255 之間。例如 192.168.1.1 就是一個 IPv4 位址。
IPv4 因為位址空間有限（約43億個），並且在現代設備日益增多的情況下，已經無法滿足需求，因此誕生了 IPv6。
IPv6
IPv6 位址由八組由冒號（:）分隔的四位十六進位數字組成。
例如 2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334 是一個IPv6位址。這種位址格式提供了極大的位址空間，幾乎能提供無限數量設備的位址使用。
IPv4 與 IPv6 比較
| 特性 | IPv4 | IPv6 |
|---|---|---|
| 位址長度 | 32 位元 | 128 位元 |
| 表示方式 | 四組十進位數字 | 八組十六進位數字 |
| 位址數量 | 約 43 億個 | 約 3.4 × 10^38 個 |
| 安全性 | 基本 | 內建 IPSec |
| QoS 支援 | 有限 | 增強 |
| 設定方式 | 手動/DHCP | 自動/DHCPv6 |
IP 種類
Public IP
在 Internet 中公開且獨一無二的位址。每個 Public IP 都必須經過註冊且全球唯一，這確保了網際網路上的通訊可以準確送達目的地。
架設網站的情況，會去向 ISP（Internet Service Provider，網際網路服務提供者）申請一組公共 IP，讓他人能透過網際網路找到自己的網站。
Private IP
遵守 RFC 1918（IPV4）和 RFC 4193（IPV6）規範的私有 IP 空間。
私有 IP 無法直接連接到 internet，需要透過 NAT（Network Address Translation，網路位址轉換）或是代理伺服器（proxy server）來實現。
因為私有 IP 不對外的關係，所以在各自建立的區域網路（LAN）中，通常採用私有網路進行溝通。
私有 IP 的特點：
- 免費的
- 無法連接到 internet
- 常用於家庭、學校、企業
- 在 LAN（local area network）中是可以互通的
IPv4
| RFC1918 | IP 位址區段 | IP 數量 | 網路分類說明 | 最大 CIDR 區塊（子網路遮罩） | 主機位元數 |
|---|---|---|---|---|---|
| 24位元區塊 | 10.0.0.0 – 10.255.255.255 | 16,777,216 | 單個 A 類網路 | 10.0.0.0/8 (255.0.0.0) | 24位元 |
| 20位區塊 | 172.16.0.0 – 172.31.255.255 | 1,048,576 | 16 個連續 B 類網路 | 172.16.0.0/12 (255.240.0.0) | 20位 |
| 16位元區塊 | 192.168.0.0 – 192.168.255.255 | 65,536 | 256 個連續 C 類網路 | 192.168.0.0/16 (255.255.0.0) | 16位元 |
IPv6
| 區塊 | 前綴 | Global ID (隨機) | Subnet ID | Number of addresses in subnet |
|---|---|---|---|---|
| 48 bits | 48 bits | 16 bits | 64 bits | |
| fd00::/8 | fd | xx:xxxx:xxxx | yyyy | 18,446,744,073,709,551,616 |
手機與 Internet 連線的流程
透過行動網路連線
- 向電信商（Mobile Network Operator）申請行動網路服務並插入 SIM 卡
- 手機開啟行動數據後，會連接到電信商的基地台
- 透過電信商的核心網路進行認證，並分配到一組 Private IP
- 使用此 IP 進行網際網路連線時，電信商的設備會透過 NAT 技術，將其轉換為 Public IP
透過 Wi-Fi 連線
- 需要有可用的 Wi-Fi 網路（通常是透過 ISP 申請的網路服務）
- 手機連接到 Wi-Fi 基地台
- 進行網際網路連線，會與 DHCP Server 註冊，並分配到一組 Private IP
- 使用此 IP 進行網際網路連線時，Router 會透過 NAT 技術，將其轉換為 Public IP