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IP地址的分配遵循一个分层的、全球性的管理体系。在这个体系的顶端是IANA，即互联网号码分配机构，它是全球IP地址分配的最高权威。IANA将大型地址块分配给五个区域互联网注册管理机构，分别负责不同的地理区域。
IP地址分配采用严格的层级结构。IANA位于顶层，向区域注册机构RIRs分配大型地址块。RIRs再向国家级或本地注册机构分配，这些机构通常是大型ISP。ISP获得地址块后，进一步分配给下级ISP或直接分配给最终用户。这种分层结构确保了地址分配的有序性和可追溯性。
IP地址分为公共IP地址和私有IP地址两类。公共IP地址在全球互联网上是唯一的，可以直接在互联网上路由。而私有IP地址只在本地网络内唯一，如192.168.x.x系列。私有IP地址不能直接访问互联网，需要通过网络地址转换NAT技术，将多个私有IP地址映射到一个或少数几个公共IP地址上。
IP地址的分配有两种主要方式。静态分配是手动为设备配置固定的IP地址，适用于服务器等需要固定地址的设备。动态分配则使用DHCP服务器自动为设备分配临时地址。分配遵循几个重要原则：唯一性确保同一网络内地址不重复，层次性遵循分配层级，按需分配避免浪费，路由效率考虑CIDR地址聚合以提高路由性能。
IPv4和IPv6在地址分配上有显著差异。IPv4使用32位地址空间，总共约43亿个地址，随着互联网快速发展，地址日益紧张，需要依赖NAT技术和CIDR地址聚合。而IPv6采用128位地址空间，提供了几乎无限的地址数量，分配策略更加灵活。尽管技术不同，IPv6仍然遵循与IPv4相同的分层分配原则，确保地址管理的有序性和可扩展性。