IP地址基础知识

作者: 三点水滴 | 来源:发表于2019-02-16 07:57 被阅读2次
  • 什么是IP地址
    IP地址是网络中用来标识一台主机的一串数字。简单理解就是一台电脑要上网,得先有个网络上的身份,才能与别人沟通。IP地址对应的是网址,因为IP地址难以记忆,因此就把用网址跟IP地址关联起来。

  • IP地址的构成
    IP地址是一个32位的二进制数字,被分为4个字节。因此,IP地址最常用的表示形式是“点分十进制”,比如192.168.1.100。点分十进制每个十进制数字都在0~255之间。

  • IP地址的划分
    IP地址中一部分是网络ID,一部分是主机ID。根据32位中网络ID和主机ID的位数,对IP地址进行了划分:

    分类 网络ID位数 主机ID位数
    A 8(0000,0000~0111,111) 24
    B 16(1000,0000 0000,0000~1011,1111 1111 1111) 16
    C 24(1100,0000,0000,0000 0000,0000~1101,1111 1111,1111 1111,1111) 8

    A类地址以 0 开头,所以A类地址的网络ID为0000,0000~0111,1111 即0~127;
    B类地址以 10 开头,所以B类地址的网络ID为1000,0000 0000,0000~1011,1111 1111,1111 即128.0~191.255;
    C类地址以 110 开头,所以B类地址的网络ID为1100,0000 0000,0000 0000,0000~1101,1111 1111,1111 1111,1111即192.0.0~223.255.255;
    全部为0代表当前主机,全部为1的地址代表当前子网的广播地址。

    所以,A类地址理论上可以有2^{24} - 2 = 16,777,214个主机地址
    B类地址理论上可以有2^{16} - 2 = 65,534个主机地址,
    C类地址理论上可以有2^8 - 2 = 254个主机地址

  • 子网掩码
    如果直接采用A类或者B类地址,会产生极大的浪费。因此,实际中是通过子网掩码来划分出更小的网络。
    子网掩码是采用原有分类中,主机ID部分作为子网地址,将原本的网络ID再进行一次划分。子网掩码中对应网络ID的部分全部为1,对应主机ID的部分全部为0。
    例如,
    IP地址为:172.20.100.52
    子网掩码为:255.255.255.192
    而1100,0000 = 192,也就是说,该IP地址中,前26位是网络ID,后6位是主机ID。
    子网掩码的另一种表示方式是在IP地址后追加网络ID的位数,用“/”隔开。
    例如:172.20.100.52/26

    **

  • 其他
    在IPv4中,32位二进制,能够表示的IP地址,有2^{32}=4,294,967,296个,40多亿是明显不够的。

    对于IP资源短缺的情况,也有对应的思路和解决方案。

    • 提高可用的IP地址的数量

      从IP地址形式来看,增加IP地址的位数是很直接的方法。IPv6就是用6*8=48位来表示IP地址,有2^{48}=281,474,976,710,656个,这样就目前的情况来看是不会出现IP短缺的情况。但是因为当前IP地址依旧是使用4个字节32的形式,因此如何做到兼容是需要考虑的。

    • 复用已有的IP地址

      简单来说,就是让同一个IP,让多个人来使用。

      这一方面已有公网IP和私有IP,在同一个局域网内,大家使用不同的IP地址进行通信,但是到了互联网上,就使用公共IP通信。

    IP地址是计算机网络的基础,后续我会继续总结计算机网络中的其他知识。

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