特殊 IP 地址

news2025/3/17 19:51:47

文章目录

    • 特殊IP地址
      • 概述
      • 受限广播地址(Limited Broadcast Address)
      • 直接广播地址(Directed Broadcast Address)
      • 多播地址(Multicast Address)
      • 环回地址(Loopback Address)
      • 本网络本主机(0.0.0.0)
      • 总结
      • 参考

本文为笔者学习以太网对网上资料归纳整理所做的笔记,文末均附有参考链接,如侵权,请联系删除。

特殊IP地址

概述

在IP地址体系中,除了用于分配给主机和网络的常规IP地址外,还存在一些特殊用途的IP地址。这些地址具有特定的功能,不能用于普通的主机IP地址分配。本文将介绍几种常见的特殊IP地址。

受限广播地址(Limited Broadcast Address)

广播通信是一对所有的通信方式,受限广播地址用于定义整个互联网,如果设备想使IP数据报被整个网络所接收,就发送这个目的地址全为1的广播包,但这样会给整个互联网带来灾难性的负担,所以在任何情况下,路由器都会禁止转发目的地址为255.255.255.255的广播数据包,因此这样的数据包仅会出现在本地网络中(局域网),255.255.255.255这个地址指本网段内的所有主机, 相当于房子里面的人都听着通知所有主机。

受限广播地址是指目的地址全为1的IP地址,即 255.255.255.255。该地址用于向本地网络的所有主机发送广播消息。

  • 特点
    • 仅在本地网络(LAN)中有效。
    • 路由器不会转发该地址的数据包,以防止对整个互联网造成巨大负担。
    • 适用于DHCP请求、ARP请求等需要全网广播的场景。

示例
当某台设备需要向同一网段内的所有设备发送数据包时,可以使用 255.255.255.255 作为目的地址。

注意:不要将受限广播地址与以太网的MAC广播地址 FF:FF:FF:FF:FF:FF 混淆。

直接广播地址(Directed Broadcast Address)

上面介绍的 受限广播地址是网络号与主机号都为1的地址,但是直接广播地址是主机号全为1而得到的地址,广播地址代表本网络内的所有主机,使用该地址可以向网络内的所有主机发送数据,比如一个IP地址是192.168.0.181,这是C类地址,所以它的主机号只有一个字节,那么对主机号全取1得到一个广播地址192.168.0.255,向这个地址发送数据就能让同一网络下的所有主机接收到。
请添加图片描述
A、B、C三类地址的直接广播地址结构如下:

  • A类地址的直接广播地址为:XXX.255.255.255(XXX为A类地址的第一个字节取值范围)。
  • B类地址的直接广播地址为:XXX. XXX.255.255(XXX为B类地址的前两个字节取值范围)。
  • C类地址的直接广播地址为:XXX. XXX. XXX.255(XXX为C类地址的前三个字节取值范围)。

直接广播地址是指主机号全为1的地址,用于向同一子网内的所有主机发送广播数据。

  • 计算方法

    • 直接广播地址 = 网络地址部分 + 主机号全为1
    • 例如,IP地址 192.168.1.10/24,其子网掩码 255.255.255.0
      • 其网络地址为 192.168.1.0
      • 直接广播地址为 192.168.1.255
  • 特点

    • 只能用于数据包的目的地址。
    • 路由器可以决定是否转发直接广播数据包(通常默认关闭)。
    • 直接广播地址占用了一个可用主机地址,因此减少了可分配的主机数量。

示例
192.168.1.255192.168.1.0/24 网段的直接广播地址。

多播地址(Multicast Address)

多播地址用于一对多的通信,即一个发送者可以向多个接收者传输数据,而不需要为每个接收者单独发送数据包。

  • 特点
    • 属于D类地址224.0.0.0 - 239.255.255.255)。
    • 只能用于数据包的目的地址。
    • 常用于视频流、在线会议、路由协议(如 OSPF、RIP v2)。

示例

  • 224.0.0.1:所有主机多播地址
  • 224.0.0.5:OSPF路由协议使用的多播地址

环回地址(Loopback Address)

环回地址用于测试本地TCP/IP协议是否正常工作

  • 地址范围127.0.0.0 - 127.255.255.255,通常使用 127.0.0.1
  • 特点
    • 只能用于本机,数据包不会离开设备。
    • 适用于测试网络栈,例如 ping 127.0.0.1

示例
在终端运行 ping 127.0.0.1,如果能成功响应,则说明本机TCP/IP协议栈正常。

本网络本主机(0.0.0.0)

0.0.0.0 代表本网络的本主机,通常用于设备启动时还未获取IP地址的情况。

  • 特点
    • 只能用作数据包的源地址,不能作为目的地址。
    • 设备在启动时,会用 0.0.0.0 作为源地址,向 255.255.255.255 发送DHCP请求,以获取动态分配的IP地址。

示例
当计算机连接到支持DHCP的网络时,会先发送一个DHCP请求,源地址为 0.0.0.0,目标地址为 255.255.255.255

总结

特殊IP地址类型示例用途路由器转发
受限广播地址255.255.255.255本地网络广播
直接广播地址192.168.1.255子网内广播可配置
多播地址224.0.0.1多播通信可配置
环回地址127.0.0.1本机测试
本网络本主机0.0.0.0设备启动时DHCP请求

这些特殊IP地址在网络通信、协议实现和设备管理中扮演着重要的角色,理解它们的用途有助于更好地进行网络规划和故障排查。

参考

  • 《 野火LwIP应用开发实战指南:基于STM32 》

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