【计算机网络】4.3.3-IPv4地址 IP地址介绍

谁践踏了优雅 2024-04-02 03:48 168阅读 0赞

## IP地址 ##

在庞大复杂的计算机网络中，主机A想要和主机B通信，就要知道主机B的**位置**（或者说一个**唯一标识**，比如我们现在的打电话，需要知道对方的手机号，手机号也是一种唯一标识）。之所以说**位置**，是因为主机之间由电缆连接，想要通信就要沿着**链路**，经过**路由器**的转发，找到对方。概括为两步：

*  对方在哪个网络下？
 *  对方是该网络下的哪个主机？

简单地说，IP地址就是网络的中**唯一标识**，那IP地址是什么格式？怎么确定（编址）的呢？（联想：身份证号也有一种格式，有一种规则唯一确定一个身份证号

### IP编址的历史阶段 ###

#### 第一阶段：分类的IP地址 ####

IP地址是全世界唯一的32位/4字节标识符，标识路由器主机的接口。

I P 地址： < 网络号 > , < 主机号 > IP地址：\{<网络号>,<主机号>\} IP地址：<网络号>,<主机号>

如：11011111 00000001 00000001 00000001

为了理解方便，将其转换为常见的点分十进制 = 223.1.1.1

下图标识分类IP地址中**分类**的含义：

![image-20220930000713555][]

##### 特殊IP地址 #####

同时，并不是属于上述某类中的IP地址就都可以使用，以下是一些特殊IP地址

![image-20220930001015226][]

这里展开说下最后一种，大家应该非常眼熟，例如`127.0.0.1`，就属于最后一种特殊IP地址。

首先，它属于A类网络，它可以作为IP分组源地址，也可以作为IP分组目的地址。用于本地软件环回测试，称为**环回地址**。

假如，我们本机发送一个数据报，目的地址是`127.0.0.1`，那么这个数据包是不会进入到其他网络当中的。它不会离开主机，自己发出去，自己接受，所谓环回。

##### 私有IP地址 #####

![image-20220930001945772][]

还有一些特殊的IP地址，定义为私有IP地址。即如果把私有IP地址放在互联网中使用，路由器是无法处理的。私有IP地址只适合在内部计算机网络中使用，比如说一个学校、一个单位或一个公司等。==那么内部网络如何跟外部网络通信呢？==请看下一章节\*网络地址转换NAT\*\*。

分析一下上图，因为A类地址网络号占前1个字节，而私有IP地址中，A类的网络号固定为10，即A类私有地址只有一种网络号，也可以说只有一种网段。B类和C类类似，分别有16种和256种。

同时，C类私有地址形如`192.168.x.x`，大家应该非常常见，比如在学校、单位。

##### 可用网络数 #####

![image-20220930002731815][]

在特殊IP地址中我们知道了有一些IP一般是不能使用的，对于A类网络，最大可用网络数 2 7 − 2 2^7-2 27−2，因为A类网络号首位固定为0占去了1位。减2的原因，一是网络号全0，表示本网内某个特定主机；二是网络号可能是127，即上面说的环回地址，也不能使用。所以对于A类网络，最大可用网络数 2 7 − 2 2^7-2 27−2。

对于A类网络，每个网络中的最大主机数 2 24 − 2 2^\{24\}-2 224−2。24是剩下3字节共24位，减2是因为特殊IP地址中，主机号全为0和全为1不可用。

B类和C类分析与A类类似。

剩下3字节共24位，减2是因为特殊IP地址中，主机号全为0和全为1不可用。

B类和C类分析与A类类似。

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