计算机网络基础——IP地址基础知识介绍

发表于： 2023-12-15 分类于： Linux

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本文介绍了计算机网络基础中的IP地址基础知识。

IP地址简介

计算机网络中的三种地址:

应用层的域名地址DNS(domain name system) 或计算机名称 (结构:计算机主机名.机构名.网络名.最高层域名 )
网络层的 IP 地址
数据链路层的物理地址(就是“硬件地址”，又称为 MAC 地址，查看MAC: ipconfig/all) 。

IP 地址是 IP 协议提供的一种统一的地址格式，它为互联网上的每一个网络和每一台主机分配一个逻辑地址，以此来屏蔽物理地址的差异。常见的 IP 地址分为IPv4与 IPv6 两大类。IP 地址划分为网络号 (Netgwork ID) 和主机号 (HostID)由于互联网的蓬勃发展，IP 地址的需求量愈来愈大。为了扩大地址空间，通过 IPv6 重新定义地址空间，IPv6 采用 128 位地址长度。

IPv4 地址

IP 地址表示方法

每个IP 地址共占 32位 (bit)，这 32 位被分为 4个段，每一个段占 8个位(即1个字节) 每个字节之间用“.”隔开。

有两种表示形式:

十进制表示例: 192.168.0.1
二进制表示例: 11000000.10101000.00000000.00000001

地址分类

IPv4 地址根据网络 ID 的不同分为 5 种类型，A 类地址、B 类地址、C 类地址D 类地址和 E类地址。

IP Address Basis

A类地址。

IP 地址写成二进制形式时，A 类地址的第一位总是0。A 类地址的第1个字节为网络地址，其它3个字节为主机地址。

A 类地址范围:1.0.0.0-126.255.255.255

A 类地址中的私有地址和保留地址:

10.X.X.X是私有地址，就是在互联网上不使用，而只用在局域网络中的地址。网络号为 10,网络数为1个，地址范围为10.0.0.0-10.255.255.255
127.X.X.X 是保留地址，用作环回 (Loopback) 地址，环回地址(典型的是 127.0.0.1)向自己发送流量。发送到该地址的数据不会离开设备到网络中，而是直接回送到本主机。该地址既可以作为目标地址，又可以作为源地址，是一个虚IP 地址。

B类地址。

IP 地址写成二进制形式时，B类地址的前两位总是 10。B 类地址的第1和第2字节为网络地址，第3和第4字节为主机地址。

B 类地址范围:128.0.0.0-191.255.255.255。

B 类地址中的私有地址和保留地址:

172.16.0.0-172.31.255.255 是私有地址。
169.254.X.X是保留地址。如果 PC 机上的 IP 地址设置自动获取，而PC机又没有找到相应的 DHCP服务，那么最后 PC机可能得到保留地址中的一个IP。

C类地址。

IP地址写成二进制形式时，C类地址的前三位固定为 110。C类地址第1-3 字节为网络地址，第4字节为主机地址。

C类地址范围:192.0.0.0-223.255.255.255

C 类地址中的私有地址:192.168.X.X 是私有地址，地址范围:192.168.0.0-192.168.255.255

D类地址。

IP 地址写成二进制形式时，D 类地址的前四位固定为 1110。D 类地址不分网络地址和主机地址，该类地址用作组播。

D 类地址范围:224.0.0.0-239.255.255.255。其中，224.0.0.1代表所有主机与路由器；224.0.0.2代表所有组播路由器；224.0.0.5 代表 OSPF 路由器；224.0.0.6 代表 OSPF 指定路由器/备用指定路由器；224.0.0.7 代表ST 路由器；224.0.0.8 代表 ST 主机；224.0.0.9 代表 RIP-2 路由器；224.0.0.12代表 DHCP 服务器/中继代理；224.0.0.14 代表 RSVP 封装；224.0.0.18 代表虚拟路由器元余协议(Virtual Router Redundancy Protocol，VRRP)。

E类地址。

IP 地址写成二进制形式时，E 类地址的前四位固定为 11110。E 类地址不分网络地址和主机地址。E类地址范围:240.0.0.0-247.255.255.255

公有地址和私有地址。

公有地址: 由因特网信息中心负责，这些地址分配给注册并向因特网信息中心提出申请的组织机构，通过它直接访问因特网，属于广域网范畴。
私有地址:属于非注册地址，专门为组织机构内部使用，属于局域网范畴，出了局域网无法访问因特网。私网 IP 地址不能够出现在 Internet上。私有地址有以下几类:

A类 10.0.0.0–10.255.255.255
B类 172.16.0.0–172.31.255.255
C类 192.168.0.0–192.168.255.255

子网掩码及IP地址表示

子网掩码用于区分网络地址、主机地址、广播地址，是表示网络地址和子网大小的重要指标。子网掩码的形式是网络号部分全1，主机号部分全0。掩码也能像 IPV4 地址一样使用点分十进制表示法书写，但掩码不是IP 地址。掩码还能使用“/从左到右连续1的总数”形式表示，这种描述方法称为建网比特数。

TCP/IP 体系规定用一个32位的子网掩码来表示子网号字段的长度，子网掩码由一连串的“1”和一连串的“0”组成:

“1”对应于网络号码和子网号码字段
“0”对应于主机号码字段
“1”和“0”不能交叉出现

IP 地址表示如:IP地址/子网掩码或IP 地址/子网掩码长度128.1.0.1/255.255.0.0或128.1.0.1/16

如：分为2个子网的C类地址用22位来标识网络号，则其子网掩码为:11111111.11111111.11111111.10000000 即 255.255.255.128

缺省子网掩码有：

A 类为 255.0.0.0
B 类为 255.255.0.0
C 类为 255.255.255.0