网络基础---IP地址

Posted 2023-02-14 左弦月

最初设计互联网络时，为了便于寻址以及层次化构造网络，IP地址采用分层结构，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。IP地址根据网络ID的不同分为5种类型，A类地址、B类地址、C类地址、D类地址和E类地址。目前最常用的就是IPv4，由四个字节组成，共32位。全0和全1的都保留不用 （全0是网络号，全1是广播地址）。

1． A类IP地址
一个A类IP地址由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”， 地址范围从1.0.0.0 到127.255.255.255。子网掩码为255.0.0.0。可用的A类网络有126个，每个网络能容纳1亿多个主机。
2． B类IP地址
一个B类IP地址由2个字节的网络地址和2个字节的主机地址组成，网络地址的最高位必须是“10”，地址范围从128.0.0.0到191.255.255.255。子网掩码为255.255.0.0。可用的B类网络有16382个，每个网络能容纳6万多个主机 。
3． C类IP地址
一个C类IP地址由3字节的网络地址和1字节的主机地址组成，网络地址的最高位必须是“110”。范围从192.0.0.0到223.255.255.255。子网掩码为255.255.255.0。C类网络可达209万余个，每个网络能容纳254个主机。
4． D类地址用于多点广播（Multicast）。
D类IP地址第一个字节以“1110”开始，它是一个专门保留的地址。它并不指向特定的网络，目前这一类地址被用在多点广播（Multicast）中。多点广播地址用来一次寻址一组计算机，它标识共享同一协议的一组计算机。
5． E类IP地址
以“11110”开始，为将来使用保留。

回送地址：127.0.0.1。一般用于测试使用。例如：ping 127.0.0.1 来测试本机TCP/IP是否正常。
私有IP地址：
1个A类地址 10.0.0.0/8（10.0.0.0—10.255.255.255）；
16个B类地址 172.16.0.0/12（172.16.0.0—172.31.255.255）
256个C类地址 192.168.0.0/16（192.168.0.0—192.168.255.255）；
保留IP地址不会在internet网上出现，但可以用于企业内部网络，A企业可以用，B企业也可以使用！这些地址是不会被Internet分配的，它们在Internet上也不会被路由，虽然它们不能直接和Internet网连接，但通过技术手段仍旧可以和 Internet通讯（NAT技术）。

根据一个IP地址求它的子网掩码和网络地址

为什么必须有一个子网掩码？因为：
1 ）当配置 IP 时，所有计算机都必须填写子网掩码
2 ）我们必须在我们的网络中设置一些逻辑边界
3 ）我们必须至少输入所使用 IP 类的默认子网掩码

某IP地址为192.168.5.0/24，这是一种基于CIDR划分的IP地址，最后的/24表示前24位是网络号，后8位是主机号。同时也表示掩码为24位，即子网掩码为255.255.255.0，使用2进制排列就是11111111.11111111.11111111.00000000，根据掩码算术，使用IP地址与掩码逻辑与，即为网络地址。
上面就是原理，其实算法很简单，把IP地址换成2进制后，共32位。子网掩码位数前面为全1，后面为全0，即IP地址与掩码位数全为1的那部分前面部分照搬，后面部分全0。即可得出网络地址。后面部分全1是广播地址。
注：划分子网就是将主机号中的一部分拿出来当做子网号
如果希望在一个网络中建立子网，就要在这个默认的子网掩码中加入一些位，它减少了用于主机地址的位数。加入到掩码中的位数决定了可以配置的子网。因而，在一个划分了子网的网络中，每个地址包含一个网络地址、一个子网位数和一个主机地址。
示例：某IP地址为192.168.5.0/24，它的子网掩码为255.255.255.248，首先根据IP地址知道这是一种基于CIDR划分的C类IP地址，前24位是网络号，后8位是主机号，C类IP默认的子网掩码是255.255.255.0。因为知道子网掩码为255.255.255.248，最后是248，248 = 0x1111 1000。这就相当于主机号又被分成两部分，前5位是子网号，后3位是主机号，所以，子网个数是 2^5，主机个数为 2^3。另外，主机号全0代表本地主机，全1表示广播。每个子网共6个有效的地址可用于分配。

另外IPv6地址长度为128位，是IETF（互联网工程任务组，Internet Engineering Task Force）设计的用于替代现行版本IP协议（IPv4）的下一代IP协议。