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IP地址详细介绍

http://ip.yqie.com 2020年05月09日        

        说起IP地址大家都不陌生,可是你真的了解它吗?下面我们一起来看看。

IP地址

        IP地址是指互联网协议地址(英语:Internet Protocol Address,又译为网际协议地址),是IP Address的缩写。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。
        IP地址是一个32位的二进制数,通常被分割为4个“8位二进制数”(也就是4个字节)。IP地址通常用“点分十进制”表示成(a.b.c.d)的形式,其中,a,b,c,d都是0~255之间的十进制整数。例:点分十进IP地址(100.4.5.6),实际上是32位二进制数(01100100.00000100.00000101.00000110)。

IP地址类型

公有地址

        公有地址(Public address)由Inter NIC(Internet Network Information Center因特网信息中心)负责。这些IP地址分配给注册并向Inter NIC提出申请的组织机构。通过它直接访问因特网。

私有地址

        私有地址(Private address)属于非注册地址,专门为组织机构内部使用。
        以下列出留用的内部私有地址
        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

IP地址分类

        最初设计互联网络时,为了便于寻址以及层次化构造网络,每个IP地址包括两个标识码(ID),即网络ID和主机ID。同一个物理网络上的所有主机都使用同一个网络ID,网络上的一个主机(包括网络上工作站,服务器和路由器等)有一个主机ID与其对应。Internet委员会定义了5种IP地址类型以适合不同容量的网络,即A类~E类。

IP地址编址方案

        IP地址编址方案将IP地址空间划分为A、B、C、D、E五类(其中A、B、C是基本类,D、E类作为多播和保留使用)。它们适用的类型分别为:大型网络;中型网络;小型网络;多目地址;备用。常用的是B和C两类。
        其中A、B、C3类(如下表格)由InternetNIC在全球范围内统一分配,D、E类为特殊地址。 


A类IP地址

        一个A类IP地址是指, 在IP地址的四段号码中,第一段号码为网络号码,剩下的三段号码为本地计算机的号码。如果用二进制表示IP地址的话,A类IP地址就由1字节的网络地址和3字节主机地址组成,网络地址的最高位必须是“0”。A类IP地址中网络的标识长度为8位,主机标识的长度为24位,A类网络地址数量较少,有126个网络,每个网络可以容纳主机数达1600多万台。
        A类IP地址 地址范围1.0.0.0到127.255.255.255[1]  (二进制表示为:00000001 00000000 00000000 00000000 - 01111110 11111111 11111111 11111111)。最后一个是广播地址。
        A类IP地址的子网掩码为255.0.0.0,每个网络支持的最大主机数为256的3次方-2=16777214台。

B类IP地址

        一个B类IP地址是指,在IP地址的四段号码中,前两段号码为网络号码。如果用二进制表示IP地址的话,B类IP地址就由2字节的网络地址和2字节主机地址组成,网络地址的最高位必须是“10”。B类IP地址中网络的标识长度为16位,主机标识的长度为16位,B类网络地址适用于中等规模的网络,有16384个网络,每个网络所能容纳的计算机数为6万多台。
      B类IP地址地址范围128.0.0.0-191.255.255.255[3]  (二进制表示为:10000000 00000000 00000000 00000000—-10111111 11111111 11111111 11111111)。 最后一个是广播地址。
      B类IP地址的子网掩码为255.255.0.0,每个网络支持的最大主机数为256的2次方-2=65534台。

C类IP地址

        一个C类IP地址是指,在IP地址的四段号码中,前三段号码为网络号码,剩下的一段号码为本地计算机的号码。如果用二进制表示IP地址的话,C类IP地址就由3字节的网络地址和1字节主机地址组成,网络地址的最高位必须是“110”。C类IP地址中网络的标识长度为24位,主机标识的长度为8位,C类网络地址数量较多,有209万余个网络。适用于小规模的局域网络,每个网络最多只能包含254台计算机。
        C类IP地址范围192.0.0.0-223.255.255.255[3]  (二进制表示为: 11000000 00000000 00000000 00000000 - 11011111 11111111 11111111 11111111)。
        C类IP地址的子网掩码为255.255.255.0,每个网络支持的最大主机数为256-2=254台

D类IP地址

        D类IP地址在历史上被叫做多播地址(multicast address),即组播地址。在以太网中,多播地址命名了一组应该在这个网络中应用接收到一个分组的站点。多播地址的最高位必须是“1110”,范围从224.0.0.0到239.255.255.255。

特殊的网址

        1.    每一个字节都为0的地址(“0.0.0.0”)对应于当前主机;
        2.    IP地址中的每一个字节都为1的IP地址(“255.255.255.255”)是当前子网的广播地址;
        3.    IP地址中凡是以“11110”开头的E类IP地址都保留用于将来和实验使用。
        4.    IP地址中不能以十进制“127”作为开头,该类地址中数字127.0.0.1到127.255.255.255用于回路测试,如:127.0.0.1可以代表本机IP地址,用“http://127.0.0.1”就可以测试本机中配置的Web服务器。
        5.    网络ID的第一个8位组也不能全置为“0”,全“0”表示本地网络。

计算两个IP是否处于同一网段

一、两个IP在同一个子网,是指在相同的网段,主要是看看他们的网络标识是否一样。
如果给出的IP很明显(下面A和B的IP的二进制前27位为网络号,只需要比较这个就可以判断是否处于同一网段了。) 


通过对比可以发现:A和A的网关不在同一网段。B和B的网关在同一网段。

二、两个IP在同一个子网,是指在相同的网段,主要是看看他们的网络标识是否一样。
专业知识计算法:  
把两台电脑的IP地址与子网掩码转成二进制,然后相应位进行相与运算,得出的结果相同(结果再转成10进制更方便判断),就是属于同一子网。
相与运算是两个条件同时为1结果才为1,否则为0(1与1=1,1与0=0,0与0=0)。
接下来我们举例说明,如何去判断A和B两个IP是否在同一网段。

A IP:202.194.128.9

B IP:202.194.128.14

子网掩码:255.255.255.0

1、把A和B的地址转换为二进制的

A:1100 1010.1100 0010.1000 0000.0000 1001

B:1100 1010.1100 0010.1000 0000.0000 1101

子网掩码 :1111 1111.1111 1111. 1111 1111 .0000 0000

2、要判断两个IP是否在同一网段,主要是看看他们的网络标识是否一样,其实一个IP的网络标识也就是他的IP和子网掩码AND之后的结果——比如上面两个AND以后的结果如下:

A:11001010.1100 0010.1000 0000 .0000 0000 转化为十进制:202.194.128.0

B:1100 1010.1100 0010.1000 0000.0000 0000 转化为十进制:202.194.128.0

这说明两个IP的网络标识相同,也就是说他们在同一子网。

3、有的时候我们还想知道,两个IP各自的主机标识,先将子网掩码取反,再和IP做AND.

A:1100 1010.1100 0010.1000 0000.0000 1001

B:1100 1010.1100 0010.1000 0000.0000 1101

掩码取反:0000 0000.0000 0000.0000 0000.1111 1111

AND 之后结果:

A:0000 0000.0000 0000.0000 0000.0000 1001 转化为十进制:9

B:0000 0000.0000 0000.0000 0000.0000 1101 转化为十进制:14

也就是说A和B的主机标识为9和14

常见的IP地址,分为IPv4与IPv6两大类。

IPV4和IPV6特点

        现有的互联网是在IPv4协议的基础上运行的。IPv6是下一版本的互联网协议,也可以说是下一代互联网的协议,它的提出最初是因为随着互联网的迅速发展,IPv4定义的有限地址空间将被耗尽,而地址空间的不足必将妨碍互联网的进一步发展。为了扩大地址空间,拟通过IPv6以重新定义地址空间。IPv4采用32位地址长度,
           只有大约43亿个地址,估计在2005~2010年间将被分配完毕,而IPv6采用128位地址长度,几乎可以不受限制地提供地址。按保守方法估算IPv6实际可分配的地址,整个地球的每平方米面积上仍可分配1000多个地址。在IPv6的设计过程中除解决了地址短缺问题以外,还考虑了在IPv4中解决不好的其它一些问题,主要有端到端IP连接、服务质量(QoS)、安全性、多播、移动性、即插即用等。

IPV4和IPV6对比

与IPv4相比,IPv6主要有如下一些优势: 第一,明显地扩大了地址空间。IPv6采用128位地址长度,几乎可以不受限制 地提供IP地址,从而确保了端到端连接的可能性。 第二,提高了网络的整体吞吐量。由于IPv6的数据包可以远远超过64k字节, 同时在设计上改进了选路结构,采用简化的报头定长结构和更合理的分段方法, 使路由器加快数据包处理速度,提高了转发效率,从而提高网络的整体吞吐量。 的配置可以实现优先级控制和QoS保障,从而极大改善了IPv6的服务质量。 第四,安全性有了更好的保证。采用IPSec可以为上层协议和应用提供有效的 端到端安全保证,能提高在路由器水平上的安全性。  限定了路由范围和可以区分永久性与临时性地址,更有利于多播功能的实现。

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