认识IP地址：互联网通信的关键

news2024/11/15 15:47:57

IP地址

在Internet上为每台计算机指定的唯一的地址称为IP地址（Internet Protocol Address），也称网际地址

在IPv4中，IP地址由32位二进制数组成，分为4段，其中每8位构成一段。为了便于识别和表达，IP地址采用点分十进制形式表示，每8位为一组用一个十进制数表示，段与段之间用.隔开，这样，每段所能表示的十进制数的范围最大不超过255。其格式为：

xxx. xxx. xxx. xxx

在IPv6中，IP地址占用16个字节128位，分为8段，每段两个字节。IP地址采用冒分十六进制形式表示，段与段之间用:隔开。其格式为：

xxxx: xxxx: xxxx: xxxx: xxxx: xxxx: xxxx: xxxx:

在冒分十六进制表示法中，有些类型的IPv6地址中包含了一长串0，为了进一步简化IP地址的表达，如果连续的一段或几段全为0，可以压缩为::，这种方法称为零压缩法。例如：

FF03:0:0:0:0:0:0:1001 ->FF03::1001

0:0:0:0:0:0:0:10 ->::10

说明：为保证地址解析的唯一性，地址中::只能出现一次

一般来说，若需要手动设置IP地址，通常是在IPv4上完成的，因此在后面，除非特别说明，IP地址都是指IPv4。

根据网络规模的大小，IP地址空间被分为A、B、C、D、E五类，其中A、B、C三类为基本地址，D类为组播地址，E类为保留地址

IP地址常用A、B、C三类，它们均由网络地址和主机地址两部分组成，规定每一部分都不能用全0和全1。通常全0表示网络本身的IP地址，全1表示网络广播的IP地址。为了区分类别，A、B、C三类的最高位分别为0、10、110，如图所示。

在这里插入图片描述

A类IP地址：用前8位来标识网络地址，后24位标识主机地址，最前面一位为0，A类IP地址第一个字节的取值范围为0~127，但数字127专用于测试，不可用于其他用途，数字0表示该地址是本地宿主机，所以A类IP地址的第一个8位表示的数的实际范围是1~126。一个网络中可以拥有2²⁴-2（即16777214）台主机。A类IP地址用于大型网络
B类IP地址：用前16位来标识网络地址，后16位标识主机地址，最前面两位为10。网络地址和主机地址的数量大致相当，分别用两个8位来表示，B类IP地址第一个字节的值为128~191。一个网络中可以拥有2¹⁶-2（即65534）台主机。B类IP地址用于中型网络，如各地区的网络管理中心
C类IP地址：用前24位来标识网络地址，后8位标识主机地址，最前面三位为110。网络地址的数量要远多于主机地址，一个网络可含有2⁸-2（即254）台主机。C类IP地址第一个字节的值为192~223。C类IP地址用于主机数量不超过254台的小型网络

综上所述，从第一段的十进制数据即可区分IP地址的类别

由于地址资源紧张，因而在A、B、C类IP地址中，按以下表的范围保留了部分地址，被称为专用地址或者私有地址。这些地址只能用于一个机构的内部通信，而不能用于和互联网上的主机通信，但可以重复使用在各个局域网内

相对应地，其余的A、B、C类地址可以在互联网上使用（即可被互联网上的路由器所转发），称为公网地址

说明：使用专用地址的私有网络接入Internet时，要使用地址翻译（NAT）技术，将私有地址翻译成公用合法地址

0.0.0.0：严格来说，0.0.0.0不是真正意义上的P地址。它表示的是所有不清楚的主机和目的的网络。这里的不清楚是指在本机的路由表里没有特定条目指明如何到达。如果在网络中设置了默认网关，那么 Windows系统就会自动产生一个目的地址为0.0.0.0的默认路由。
255.255.255.255：255.255.255.255是受限制的广播地址，对本机来说，这个地址指本网段内(同一个广播域)的所有主机，该地址用于主机配置过程中IP数据包的目的地址，这时主机可能还不知道它所在网络的网络掩码，甚至连它的IP地址也还不知道。在任何情况下，路由器都会禁止转发目的地址为受限的广播地址的数据包，这样的数据包只出现在本地网络中。
主机号全为1的地址：通常网络中的最后一个地址为直接广播地址，也就是主机位全为1的地址。主机使用这种地址将一个IP数据包发送到本地网段的所有设备上，路由器会转发这种数据包到特定网络的所有主机。这个地址在IP数据包中只能作为目的地址。直接广播地址会使一个网段中可分配给设备的地址数减少1个。

特殊的IP地址无法分配给主机
主机号全为0的地址：这个地址同样不能用于主机，它指向本网，表示的是本网络，路由器中经常出现主机号全为0的地址