解析 IP（IPv4）地址

发布于：2024-04-28 ⋅ 阅读:(31) ⋅ 点赞:(0)

IPv 4 地址

为了保证正常通信，有必要为每个设备配置正确的 IP 地址。在互联网通信中，全世界都必须设定正确的IP地址。否则，根本无法实现正常的通信。而在用 TCP/IP 进行通信时，需要用 IP 地址识别主机和路由器。

一、组成

IPv4 地址在计算机中是由如下这样构成的

  • 四组二进制数
  • 每组八位二进制
  • 每组之间用点 . 隔开

所以 IPv4 地址的范围是：
00000000.00000000.00000000.00000000~11111111.11111111.11111111.11111111

但是二进制数计算机看的方便，人类不是很熟悉，为了方便，会将 IPv4 的二进制形式转为十进制形式，所以范围也就变为了
0.0.0.0 ~ 255.255.255.255

二、IPv4 的分类

由上面可知，IPv4 地址一共有 32 位二进制数，将其中的开头某几位固定下来，也就分为了如下五类
IPv4 被分类了五个类别： A类、B类、C类、D类、E类

A类：1.0.0.0——126.255.255.254

  • 数量：总共只有 126 个A类网络，一个A类可容纳的主机地址上限为 16777214 个，约 1677 万台
  • 实质：A 类地址是以 0 开头的地址，即第一段介于 1~126
  • 范围：00000001.00000000.00000000.00000000 ~ 01111110.11111111.11111111.11111110
  • 作用：这类地址通常为大型网络提供，即网络中主机多则用 A 类地址

B类：128.0.0.1——191.255.255.254

  • 数量：总共有 16384 个B类网络，每个B类网络最多可以连接 65534 台主机，约 6 万多台
  • 实质： B 类地址是以 10 开头的地址，即第一段介于 128~191
  • 范围：10000000.00000000.00000000.00000001 ~ 10111111.11111111.11111111.11111110
  • 作用：这类地址适用于中等规模的网络

C类：192.0.0.1——223.255.255.254

  • 数量：总共有 2097152 个C类地址，每个C类网络最多可以连接 254 台主机
  • 实质：C 类地址是以 110 开头的地址，即第一段介于 192~223
  • 范围：11000000.00000000.00000000.00000001 ~ 11011111.11111111.11111111.11111110
  • 作用：这类地址适用于校园网等小型网络

D类：224.0.0.1——239.255.255.254

  • 数量：总共有 268435455 个D类地址
  • 实质：C 类地址是以 1110 开头的地址，即第一段介于 224~239
  • 范围：11100000.00000000.00000000.00000001 ~ 11101111.11111111.11111111.11111110
  • 作用：这类地址称为广播地址，供特殊协议向选定的节点发送信息时用

E类：240.0.0.1——255.255.255.254

  • 数量：总共有 268435454 个D类地址
  • 实质：D 类地址是以 1111 开头的地址，即第一段介于 240~255
  • 范围： 11110000.00000000.00000000.00000001 ~ 11111111.11111111.11111111.11111110
  • 作用：这类地址一般用于科研

三、子网掩码

单独的一串 IPv4 数字仅仅是一串数字，并没有什么实际含义。所以人们将 IPv4 中的 32 位数字划分了两个部分，即网络位和主机位

  • 网络位：用于标识网络，标识属于哪一段网络
  • 主机位：用于标识主机，标识某一段网络中的某一台主机

A类：前八位是网络位，剩下二十四位是主机位
B类：前十六位是网络位，剩下十六位是主机位
C类：前二十四位是网络位，剩下八位是主机位
D类：保留地址，不区分网络位和主机位
E类：保留地址，不区分网络位和主机位

一个 IPv4 地址只要确定了其分类，也就确定了它的网络位和主机位 。但用着用着人们发现，用 IPv4 的类别来划分网络位，造成了很多的浪费，之后就提出了子网掩码的概念，用于标识 IPv4 地址中的哪几位为网络位

  1. 作用：子网掩码用于标识 IPv4 地址中的哪几位为网络位
  2. 子网掩码的三种表示方法
    • 二进制法：形式和 IPv4 地址的形式一样。但有个要求，要求地址必须是首位开始连续的“1”，不能有断断续续的 “1”
    • 十进制法：由二进制法转换过来的十进制
    • 后缀法：即 IPv4地址/十进制数。后面的十进制数代表 IPv4 地址从首位开始数到第几位为网络位。也表示子网掩码地址从首位开始数有几位连续的 1

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  1. 每组子网掩码地址可以取的值

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  1. 各类 IPv4 地址默认的子网掩码地址
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  2. 子网掩码判断 IP 地址的网段
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同一个网段的 ip 地址，物理线路连通后就可以相互通信。不同网段的 IP 地址，即便是物理线路连通，也不可以直接通信，需要路由器才能相互通信

四、特殊的地址

  1. 范围：127.0.0.1——127.255.255.255
  2. 也称为：本地回环地址、环回地址
  3. 作用：专门为本地回环测试而保留的地址

五、私有 IP 地址

  1. 作用：在局域网中使用的 IP 地址

  2. 别名：私有 IP、私有地址

  3. 说明：起初，互联网中的任何一台主机或路由器必须配有一个唯一的IP地址。然而，随着互联网的迅速普及，IP地址不足的问题日趋显著。如果一直按照现行的方法采用唯一地址的话，就会有IP地址耗尽的危险。为了防止耗尽的危险，就把 IP 地址再分了两类：私有地址和全局地址

  4. 私有地址的范围
    image.png

  5. 注意：私有地址只要在同一个区域里保证唯一即可。在不同的域里出现相同的私有地址是不会影响使用

六、全局 IP 地址

  1. 作用：在广域网中使用的 IP 地址
  2. 别名：全局 IP、全局地址、公网 IP、公网地址
  3. 全局地址的范围：除去私有地址的范围、0/8、127/8 后剩余的 IP 地址都为全局地址

七、私有 IP 地址和全局 IP 地址的关系

  • 私有 IP 最早没有计划连接互联网，而只用于互联网之外的独立网络
  • 当一种能够互换私有 IP 与全局 IP 的 NAT 技术诞生以后，配有私有地址的主机与配有全局地址的互联网主机 实现了通信
  • 现在有很多学校、家庭、公司内部正采用在每个终端设置私有IP，而在路由器（宽带路由器）或在必要 的服务器上设置全局IP地址的方法
  • 如果配有私有 IP 的地址主机想要连网时，则通过NAT进行转换。

八、广播地址

  1. 作用：广播地址用于在同一个链路中相互连接的主机之间发送数据包
  2. 写法：将 IPv4 地址中的主机位全部写成 1 ，就成了广播地址
  3. 举例
    image.png

九、网络地址

  1. 作用：用来定义一个网络区域，即用来代表一个网段。好比我们说“中国”，而中国并不属于任何一个省，它代表了一个整体
  2. 写法：将 IPv4 地址中的主机位全部写成 0 ，就成了网络地址

十、IP 地址个数计算

  1. 不能作为主机的 ip 地址

    • 主机位全为 0 的地址：一般用于标识这段网络地址，而不作为某主机的地址
    • 主机位全为 1 的地址：一般作为广播地址

  2. 每个网段中可连接的最大主机数量 = 232 - 子网掩码全为 1 的位数 - 2 = 2 子网掩码全为 0 的位数 -2
    image.png

  3. 网段个数=2子网掩码全为 1 的位数 - 固定位数
    image.png

十一、查看电脑的 IP 地址（window）

  1. 方法一：win + R ---- cmd ---- ipconfig （想看详细的，输入 ipconfig /all）
  2. 方法二：控制面板 ---- 搜索网络 ---- 网络连接 ---- 选择正在连接的网络 ---- 详细信息

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十二、手动设置电脑的 IP 地址

一般情况下，我们电脑上的 IP 地址，默认是 DHCP 服务程序自动分配的。但也可以自己手动配置电脑中的 IP 地址
控制面板 ---- 搜索网络 ---- 网络连接 ---- 选择正在连接的网络 ---- 属性 ---- IPv4 ---- 使用下面的 IP 地址
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