Cao Yi
IPv4, IPv6, IPv9能表示多少IP地址？
| IPv4 | IPv6 | IPv9 | |
|---|---|---|---|
| 位数 | 32 | 128 | 2256 |
| 地址容量 | $2^{32}$ | $2^{128}$ | $2^{2256}$ |
IPv4
目前使用的IPv4是用4个字节(byte)来表示IP地址，1字节是8个位(bit)，所以IPv4表示的IP地址是$4 \times 8 = 32$位。
我现在的IP地址是：221.137.148.209
实际上它表示：11011101.10001001.10010100.11010001
数字中间的点并仅仅是为了看起来方便而已，可以认为我现在的IP地址是11011101100010011001010011010001。
理论上，32位的二进数的个数是：0b 1 00000000 00000000 00000000 00000000 = 1 * $2^{32}$ = 4294967296
也就是：四十二亿九千四百九十六万七千二百九十六
IPv4能表示的地址总数也就这么多了。
IPv6
目前地球上的人数已经超过50亿，已经超过IPv4的总容量。随着网络的发展，个人对IP地址的需求的提出，IPv4的IP地址将用尽，这也是IPv6提出的一个原因。
IPv6地址由128个bit表示，它能表示的地址是$2^{128}$ = 340282366920938463463374607431768211456
我不知道用怎么读这个数字。一般认为，地球上的每一粒沙子都可以有一个IP地址。
IPv6表示的地址量是IPv4的 $2^{128} / 2^{32} = 2^{96} = 79228162514264337593543950336$倍。
IPv9
IPv9来源于1994年IETF的愚人节搞笑提案RFC1606（Ref1, Ref2)，它很夸张，用2256位来表示IP地址，因此它的总容量是：$2^{2256}$ = 132944451923298367730126293421418014134826848629969328973290687788547481832748792 579505606075824495859787835458256100625513720126656794358727605193096741161067859 588072877563529678078874144676565788647246381723680624011251853359969882630781082 769263079639374652201725804089316421500306416303833851104179531986937023575010648 915798937097238787676872721953839570947267152435802468539901725522865299283042719 785118317824148194579387207839740762469434029044743378121313524281552653560609187 626607957605932378451641369610419326641895660637296560991096909854992115467570724 175845724272369164593161163788253377278594494745448845341196266786869957426321782 20277631789733176581982766759936
每一个地球上每一个原子都要有一个IP，它可能用得上。这也是IPv9为什么还只是愚人节笑话，并不值得实践(implement)的一个原因。
附记： 在实际使用中，有一部分IP地址有特殊用途，如分割子网用，广播用，等等，但总量相对很小，上面的就没有专门除去它们。
这篇文章曾发布在CSDN.
