IPV4地址介绍

news2024/11/18 7:39:27

4.1IP地址简介

目前的全球因特网所采用的协议族是TCP/IP协议族。IP是TCP/IP协议族中网络层的协议，是TCP/IP协议族的核心协议。IP协议定义了一种地址编码，称为IP地址，它是网络中网络段、网络设备接口、主机的编码，它并不是一种物理地址，而是逻辑地址，即地址是可以被分配、并且非固定、可修改的。

IPv4，是互联网协议（Internet Protocol，IP）的第四版，也是第一个被广泛使用，构成现今互联网技术的基石的协议。1981年 Jon Postel 在RFC791中定义了IP，IP可以运行在各种各样的底层网络上，比如端对端的串行数据链路、卫星链路等等。局域网中最常用的是以太网。

IPv4的下一个版本就是IPv6，IPv6正处在不断发展和完善的过程中，它在不久的将来将取代目前被广泛使用的IPv4。

4.1.1 IP报文

IP协议有版本之分，分别是IPv4和IPv6。目前，Internet上的IP报文主要都是IPv4报文，但是逐步在向IPv6过渡。若无特别声明，本章所提及的IP均指IPv4，IPV4的报文格式如图4-1所示：

IPv4（Internet Protocol Version 4）协议族是TCP/IP协议族中最为核心的协议族。它工作在TCP/IP协议栈的网络层，该层与OSI参考模型的网络层相对应。

IPv6（Internet Protocol Version 6）是网络层协议的第二代标准协议，也被称为IPng（IP Next Generation）。它是Internet工程任务组IETF（Internet Engineering Task Force）设计的一套规范，是IPv4（Internet Protocol Version 4）的升级版本，后面的章节我们再做详细介绍。

图4-1 IP报头

其包头主要内容如下：

  • Version：4 bit，4：表示为IPv4；6：表示为IPv6。
  • Header Length：4 bit，首部长度，如果不带Option字段，则为20，最长为60。
  • Type of Service：8 bit，服务类型。只有在有QoS差分服务要求时，这个字段才起作用。
  • Total Length：16 bit，总长度，整个IP数据包的长度。 包括首部和数据之和，单位为字节，最长65535，总长度必须不超过最大传输单元MTU。
  • Identification：16 bit，标识，主机每发一个报文，加1，分片重组时会用到该字段。
  • Flags：3 bit，标志位。
  • Fragment Offset：12 bit，片偏移，分片重组时会用到该字段。
  • Time to Live：8 bit，生存时间。
  • Protocol：8 bit，协议：下一层协议。指出此数据包携带的数据使用何种协议，以便目的主机的IP层将数据部分上交给哪个进程处理。

常见值：

1: ICMP, Internet Control Message；

2: IGMP, Internet Group Management；

6: TCP , Transmission Control Protocol；

17: UDP, User Datagram Protocol。

  • Header Checksum：16 bit，首部检验和。
  • Source IP Address：32 bit，源IP地址。
  • Destination IP Address：32 bit，目的IP地址。
  • Options：可变，选项字段。
  • Padding：可变，填充字段，全填0。

    

4.1.2 IP地址表示方法和范围

  1. 二进制与十进制的转换

在学习IP地址的时候，我们首先要搞懂什么是十进制、什么是二进制，并且要知道他们之间的转化过程，掌握这些知识对我们学习IP地址有很大的益处。

首先我们看一下什么是十进制，比如我今天买了一本书128元，这个数字128就是十进制，我们就数字128来分析一下十进制。

        • 十进制一共有10个数字：0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
        • 128=1x102+2x101+8x100=1x100+2x10+8x1=128，在十进制中，10代表权，N代表幂，其中个位为100，十位为101，百位为103。

掌握了十进制以后，我们来看一个二进制：

        • 二进制一共有2个数字：0 1
        • 1101化成十进制为1x23+1x22+0x21+1x20=1x8+1x4+0+1=13，在二进制中，2代表权，N代表幂，从二进制的右边开始依次为20  21  22 ---。

  1. IP地址的表示

IP地址是长度是32 bit，由4个字节组成。为了阅读和书写方便，IP地址通常采用点分十进制数来表示，但通信设备在对IP地址进行计算时使用的是二进制的操作方式。例如，采用点分十进制表示的IP地址192.168.10.1也可以用二进制表示，它的对应关系如图4-2所示：

图4-2 IP地址二进制与十进制的关系

        如果大家对二进制和十进制的转换非常清楚了就可以知道IP地址的范围用二进制表示为：00000000.00000000.00000000.00000000-11111111.11111111.11111111.11111111，化成十进制为：0.0.0.0-255.255.255.255。

4.1.3 IP地址构成

IP地址被划分为网络部分和主机部分，如图4-3所示，网络部分负责表示所在的逻辑网络区域，主机部分表示该主机在网段中的具体逻辑位置。同一网络区域中所有主机的网络部分是同一个。

图4-3 IP地址构成

如果把IP地址和电话号码做类比：电话号码0731-85015906中，0731是区号，代表湖南省长沙市，类似于IP地址中的网络部分；85015906是湖南省长沙市内某一个电话机的确切号码，类似于IP地址中的主机部分。

4.1.4 IP地址分类

为了方便IP地址的管理及组网，IP地址分成五类，如图4-4所示：

图4-4 IP地址的分类

A类地址：第一个bit必须为0，这样就能计算出A类地址的第一个字节的取值范围为0-127或（00000000）2-（01111111）2，第一个字节为网络位区间，后三个字节为主机位区间。在A类地址中当第一个字节为0或127时，它不归属于A类网络，我们在4.2.3中介绍。

B类地址：前2bit必须为10，那么B类网络地址第一个字节的取值范围为128-191或（10000000）2-（10111111）2，前两个字节段为网络位区间，后两个字节段为主机位区间。

C类地址：前3bit必须为110，第一个字节取值范围为192-223或（11000000）2-（11011111）2。C类地址前三个字节为网络位区间，第四个字节为主机位区间。

D类地址：这一类被定义为组播地址。

E类地址：用于科学研究。

4.4.5 IP地址的计算

  1. IP地址的分类

读者朋友们要记住A类IP地址的范围为1-126，B类IP地址的范围为128-191，C类IP地址的范围为192-223，D类IP地址的范围为224-239。只要记住这些知识就能很快的区分IP地址的范围。

  1. 网络位和主机位

读者朋友只要记住A类IP地址网络位为8位，主机位为24位，B类IP地址网络位为16位，主机位为16位，C类IP地址的网络位为24位，主机位为8位。就能很快的看出一个IP地址的网络位和主机位

举例1：10.1.1.1属于A类IP地址，因为A类IP地址的范围为1-126

举例2：172.16.1.1属于B类IP地址，因为B类IP地址的范围为128-191

举例3：192.168.1.1属于C类IP地址，因为C类IP地址的范围为192-223

  1. 子网掩码

子网掩码的定义：网络全为1，主机位全为0

举例1：10.1.1.1它的子网掩码为255.0.0.0，因为10.1.1.1的网络位有8位，主机位有24位，所以应该为：

11111111.000000000.00000000.00000000（255.0.0.0）子网掩码

举例2：172.16.1.1它的子网掩码为255.255.0.0，因为172.16.1.1的网络位有16位，主机位有16位，所以应该为：

11111111.11111111.00000000.00000000 (255.255.0.0) 子网掩码

举例3：192.168.1.1它的子网掩码为255.255.255.0，因为192.168.1.1的网络位为24位，主机位为8位，所以应该为：

11111111.1111111.1111111.00000000（255.255.255.0）子网掩码

  

  1. 网络地址

网络地址定义：网络位不变，主机机位全为0

举例1：10.1.1.1它的网络地址为10.0.0.0，因为10.1.1.1的网络位有8位，主机位有24位，所以前面8位网络位不变，主机位全部为0，所以应该为：

10.00000000.00000000.00000000 (10.0.0.0) 网络地址

举例2：172.16.1.1它的网络地址为172.16.0.0，因为172.16.1.1的网络位有16位，主机位有16位，网络位不变，主机位全部置0，所以应该为：

172.16.00000000.00000000（172.16.0.0）网络地址

举例3：192.168.1.1它的网络地址为192.168.1.0，因为192.168.1.1的网络位为24位，主机位为8位，网络位不变，主机位全部置0，所以应该为：

192.168.1.00000000（192.168.1.0）网络地址

  1. 广播地址

广播地址定义：网络位不变，主机位全为1

举例1：10.1.1.1它的广播地址为10.255.255.255，因为10.1.1.1的网络位有8位，主机位有24位，前面8位网络位不变，后面24位主机位全部为1，所以应该为：

10.11111111.11111111.11111111 (10.255.255.255) 广播地址

举例2：172.16.1.1它的广播地址为172.16.255.255，因为172.16.1.1的网络位有16位，主机位有16位，网络位不变，主机位全部置1，所以应该为：

172.16.111111111.11111111（172.16.255.255）广播地址

举例3：192.168.1.1它的广播地址为192.168.1.255，因为192.168.1.1的网络位为24位，主机位为8位，网络位不变，主机位全部置1，所以应该为：

192.168.1.11111111（192.168.1.255）网络地址

  1. 主机地址

主机地址算法：网络地址加1，广播地址减1。

举例1：10.1.1.1的网络地址为10.0.0.0，广播地址为10.255.255.255，所以主机地址为10.0.0.1至10.255.255.254

举例2：172.16.1.1的网络地址为172.16.0.0，广播地址为172.16.255.255，所以主机地址为172.16.0.1至172.16.255.254。

举例3：192.168.1.1的网络地址为192.168.1.0，广播地址为192.168.1.255，所以主机地址为192.168.1.1至192.168.1.254。

  1. 主机数

主机数的算法：2N-2，其中N代表主机位。

举例1：10.1.1.1的网络位为8位，主机位为24位，所以它的主机数为224-2=16777214。

举例2：172.16.1.1的网络位为16位，主机位为16位，所以它的主机数为216-2=65534。

举例3：192.168.1.1的网络位为24位，主机位为8位，的以它的主机数为28-2=254。

以上内容总结见表4-1

                                                    表4-1 IP地址的计算

IP地址

类别

网络位

主机位

子网掩码

网络地址

广播地址

主机地址

主机数

10.1.1.1

A

8

24

255.0.0.0

10.0.0.0

10.255.255.255

10.0.0.1-10.255.255.254

224-2

172.16.1.1

B

16

16

255.255.0.0

172.16.0.0

172.16.255.255

172.16.0.1-172.16.255.254

216-2

192.168.1.1

C

24

8

255.255.255.0

192.168.1.0

192.168.1.255

192.168.1.1-192.168.1.254

28-2

4.4.7  私有IP地址

为了解决IP地址短缺的问题，提出了私有地址的概念。私有地址是指内部网络或主机地址，这些地址只能用于某个内部网络，不能用于公共网络。

  • 公网IP地址：连接到Internet的网络设备必须具有由IANA(Network Address Translation, 网络地址转换)分配的公网IP地址。
  • 私网IP地址：私网IP地址的使用使得网络可以得到更为自由地扩展，因为同一个私网IP地址是可以在不同的私有网络中重复使用的。
  • 私有IP地址的了分为A类、B类和C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

私有网络连接到Internet：私有网络由于使用了私网IP地址，是不允许连接到Internet的。后来在实际需求的驱动下，许多私有网络也希望能够连接到Internet上，从而实现私网与Internet之间的通信，以及通过Internet实现私网与私网之间的通信。私网与Internet的互联，必须使用网络地址转换 (NAT)技术实现。

4.4.8  特殊IP地址

IP地址空间中，有一些特殊的IP地址，这些IP地址有特殊的含义和作用如图4-5所示：

图4-5 特殊的IP地址

  1. 255.255.255
  • 这个地址称为有限广播地址，它可以作为一个IP报文的目的IP地址使用。
  • 路由器接收到目的IP地址为有限广播地址的IP报文后，会停止对该IP报文的转发。
  1. 0.0.0.0
  • 如果把这个地址作为网络地址，它的意思就是“任何网络”的网络地址；如果把这个地址作为主机接口地址，它的意思就是“这个网络上主机接口”的IP地址。
  • 例如：当一个主机接口在启动过程中尚未获得自己的IP地址时，就可以向网络发送目的IP地址为有限广播地址、源IP地址为0.0.0.0的DHCP请求报文，希望DHCP服务器在收到自己的请求后，能够给自己分配一个可用的IP地址。
  1. 127.0.0.0/8
  • 这个地址为环回地址，它可以作为一个IP报文的目的IP地址使用。其作用是测试设备自身的软件系统。
  • 一个设备产生的、目的IP地址为环回地址的IP报文是不可能离开这个设备本身的。
  1. 169.254.0.0/16
  • 如果一个网络设备获取IP地址的方式被设置成了自动获取方式，但是该设备在网络上又没有找到可用的DHCP服务器，那么该设备就会使用169.254.0.0/16网段的某个地址来进行临时通信。

本文出自作者的《HCIA Datacom学习指南》
 

在文章最后加作者VX：可以免费领取以下资料

本文来自互联网用户投稿，该文观点仅代表作者本人，不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务，不拥有所有权，不承担相关法律责任。如若转载，请注明出处：http://www.coloradmin.cn/o/1716397.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符，请联系多彩编程网进行投诉反馈，一经查实，立即删除！

相关文章

Pag格式在vue3中的简单使用方法

Pag格式在vue3中的简单使用方法

目前前端使用pag格式的方法比较少&#xff0c; 在这里我来简单实现一下pag格式在vue3中的使用方式。 第一步 先下载啦 npm i libpag 来对pag文件安装依赖 其次我们在自己想要引入的vue页面进行引入 <script setup> import { ref, computed, watchEffect, nextTick …
阅读更多...
应用案例|精密制造中使用复合机器人得到显著提升

应用案例|精密制造中使用复合机器人得到显著提升

精密制造行业对设备的精度、稳定性和效率要求极高&#xff0c;而复合机器人凭借其多功能性、高度灵活性和精准控制能力&#xff0c;正逐渐成为该领域的新宠。以下是一个富唯智能复合机器人在精密制造中的应用案例。 案例背景 某知名汽车零部件制造企业&#xff0c;专注于生产…
阅读更多...
光纤现网与接入网概念对应

光纤现网与接入网概念对应

OLT 一般在机房 一级分光可能在机房也可能在光交交接箱 路边的光交交接箱功能有分光或者光纤汇聚转换一下 二级分光在分光光纤箱里&#xff0c;楼道里面挂着的那种 ONU是家里的光猫
阅读更多...
go语言的使用方法

go语言的使用方法

一.go语言的介绍 1.简介 2.应用领域 3.使用go语言的公司 4.go语言开发工具介绍 5.go语言开发环境搭建 【1】搭建Go开发环境-安装和配置SDK 基本介绍: 1).SDK的全称(Software Development Kit软件开发工具包&#xff09;2).SDK是提供给开发人员使用的&#xff0c;其中包含了…
阅读更多...
STM32实验之USART串口发送+接受数据（二进制/HEX/文本）

STM32实验之USART串口发送+接受数据（二进制/HEX/文本）

涉及三个实验&#xff1a; 1.USART串口发送和接收数据 我们使用的是将串口封装成为一个Serial.c模块.其中包含了 void Serial_Init(void);//串口初始化 void Serial_SendByte(uint8_t Byte);//串口发送一个字节 void Serial_SendArray(uint8_t *Array,uint16_t Length);//…
阅读更多...
第一讲：单片机STC89C52+RA8889驱动控制彩屏（源码公开）

第一讲：单片机STC89C52+RA8889驱动控制彩屏（源码公开）

51单片机驱动控制彩屏系列讲座 第一讲&#xff1a;单片机STC89C52RA8889驱动控制彩屏&#xff08;源码公开&#xff09; 单片机通过SPI与RA8889进行通信&#xff0c;由于单片机是5V&#xff0c;RA8889是3.3V,故需要进行电平转换&#xff0c;有现成的模组TXS0108E等可以采用。…
阅读更多...
VRTK4教程 一：资源导入、Unity设置、连接头盔

VRTK4教程 一：资源导入、Unity设置、连接头盔

文章目录 VRTK4的分包导入VRTK4的资源包unity设置连接头盔 VRTK4的分包 vrtk4的资源包和旧版不同&#xff0c;采用了分包导入的思想&#xff0c;我们要用什么功能&#xff0c;就导入什么包&#xff0c;可以有效减小程序体积 如下图&#xff0c;已经导入的vrtk包会显示在Packag…
阅读更多...
CentOS下安装SVN客户端及使用方法

CentOS下安装SVN客户端及使用方法

一、前言 Subversion&#xff08;SVN&#xff09;是一款开源的版本控制系统&#xff0c;它可以帮助开发者追踪和管理代码、文档或其他文件的更改历史。在Linux系统中&#xff0c;特别是在CentOS环境下&#xff0c;安装和使用SVN客户端是日常工作中常见的任务。本文将介绍如何在…
阅读更多...
【错误记录】HarmonyOS 运行报错 ( Failure INSTALL_PARSE_FAILED_USESDK_ERROR )

【错误记录】HarmonyOS 运行报错 ( Failure INSTALL_PARSE_FAILED_USESDK_ERROR )

文章目录 一、报错信息二、问题分析三、解决方案 一、报错信息 在 DevEco Studio 中 , 使用 远程设备 , 向 P40 Failure[INSTALL_PARSE_FAILED_USESDK_ERROR] compileSdkVersion and releaseType of the app do not match the apiVersion and releaseType on the device. 二、…
阅读更多...
在outlook的邮件中插入HTML；HTML模板获取；页面组态手动生成HTML

在outlook的邮件中插入HTML；HTML模板获取；页面组态手动生成HTML

本文介绍如何在outlook发送邮件时&#xff0c;在邮件中插入HTML&#xff0c;此HTML可以从获取模板自行进行修改。 文章目录 一、下载HTML模板&#xff08;或自己制作好HTML文件&#xff09;二、outlook新增宏三、新建邮件&#xff0c;插入HTML四、通过图像化页面组态手动生成HT…
阅读更多...
[C#]使用C#部署yolov8-cls的图像分类的tensorrt模型

[C#]使用C#部署yolov8-cls的图像分类的tensorrt模型

【测试通过环境】 win10 x64 vs2019 cuda11.7cudnn8.8.0 TensorRT-8.6.1.6 opencvsharp4.9.0 .NET Framework4.7.2 NVIDIA GeForce RTX 2070 Super 版本和上述环境版本不一样的需要重新编译TensorRtExtern.dll&#xff0c;TensorRtExtern源码地址&#xff1a;TensorRT-CShar…
阅读更多...
汇舟问卷：国外问卷调一天900

汇舟问卷：国外问卷调一天900

大家好&#xff0c;我是汇舟问卷&#xff0c;专注于国外问卷调查互联网项目。夏天已经来临&#xff0c;您是否在三伏天顶着大太阳上班&#xff0c;汗水浸湿了衣襟&#xff0c;却依然要面对繁琐的工作和无尽的压力&#xff1f; 在这个炎热的季节里&#xff0c;我们都渴望找到一…
阅读更多...
失落的方舟 命运方舟台服账号怎么注册 游戏账号最全图文注册教程

失落的方舟 命运方舟台服账号怎么注册 游戏账号最全图文注册教程

探索奇幻大陆阿克拉西亚的奥秘&#xff0c;加入《失落的方舟》&#xff08;Lost Ark&#xff09;这场史诗般的冒险。这是一款由Smilegate精心雕琢的MMORPG巨作&#xff0c;它融合了激烈动作战斗与深邃故事叙述&#xff0c;引领玩家步入一个因恶魔侵袭而四分五裂的世界。作为勇敢…
阅读更多...
教学基本功包括什么技能有哪些

教学基本功包括什么技能有哪些

教师的工作不仅仅是传授知识&#xff0c;更多是引导学生探索&#xff0c;激发他们的创造力。要做到这一点&#xff0c;需要具备一些基本技能。 扎实的专业知识。这是教师的根基&#xff0c;如果教师自己对所教的科目都不熟悉&#xff0c;那么教学就会失去方向。不断学习更新自己…
阅读更多...
29-ESP32-S3-WIFI篇-00 STA模式扫描全部 AP

29-ESP32-S3-WIFI篇-00 STA模式扫描全部 AP

ESP32-S3 WIFI_Driver 引言 ESP32-S3是一款集成了Wi-Fi和蓝牙功能的芯片。关于WIFI的部分&#xff0c;其实内容比我想象的要多得多。所以通常来说&#xff0c;如果你想要编写自己的Wi-Fi应用程序&#xff0c;最快捷的方法就是先找一个类似的示例应用&#xff0c;然后将它的相…
阅读更多...
SC8205LA 20VN沟道增强型MOS(Mos)场效应管

SC8205LA 20VN沟道增强型MOS(Mos)场效应管

特点 ❥专有的先进平面技术 ❥高密度超低电阻设计 ❥大功率、大电流应用 ❥理想的锂电池应用 ❥封装形式:SOT23-6
阅读更多...
计算成像技术在信息复原及增强中的研究进展

计算成像技术在信息复原及增强中的研究进展

​欢迎关注GZH《光场视觉》 摘要&#xff1a;计算成像是融合了光学设计、光学传感和图像处理的新兴技术领域&#xff0c;突破了传统成像技术获取信息的深度和广度限制&#xff0c;成为国际研究热点&#xff0c;是先进光学成像技术的重要发展方向。综合国内外文献和相关报道&am…
阅读更多...
20240529瑞芯微官方Toybrick TB-RK3588开发板的Debian11下使用SCP拷贝文件

20240529瑞芯微官方Toybrick TB-RK3588开发板的Debian11下使用SCP拷贝文件

20240529瑞芯微官方Toybrick TB-RK3588开发板的Debian11下使用SCP拷贝文件 2024/5/29 20:48 1、ADB链接异常。 2、BT打开之后找不到设备&#xff1f; 不清楚&#xff1a;是我拿到的开发板的问题&#xff0c;还是Toybrick/Rockchip官方没有做好。 3、现在最新版本的WINSCP&…
阅读更多...
Linux---网络相关配置

Linux---网络相关配置

文章目录 前言一、pandas是什么&#xff1f;二、使用步骤 1.引入库2.读入数据总结 前言 一台主机需要配置必要的网络信息&#xff0c;才可以连接到互联网&#xff0c;需要的配置网络信息包括IP&#xff0c;子网掩码&#xff0c;网关和DNS。 一.查看网络信息 查看IP信息可以通…
阅读更多...
应用上架后的关键！苹果商店（AppStore)运营策略与技巧指南

应用上架后的关键！苹果商店（AppStore)运营策略与技巧指南

1、运营期&#xff1a;怎么能活得好&#xff1f; ▍封号和下架问题 14天 在收到苹果封号通知&#xff08;我们将会在14天后封你的账号&#xff09;如果觉得冤枉可以在14天内进行申诉。14天并不是一个严格准确的时间&#xff0c;有可能会在第15天或者在第20天&#xff0c;甚至…
阅读更多...
推荐文章
最新文章

Copyright @ 2022~2023