IPv4地址

概述

IPv4，全称Internet Protocol version 4，网际互联协议第四版。“the Internet”专指的互联网，这里Internet翻译成“网络之间”、“网际”比较好，而不是“互联网”。为称呼方便，一下IP地址特指“IPv4地址”

IP地址

IP地址是IP协议中重要的一个逻辑概念，它用来去定位、寻找网络的组成部分中的一个（单播）或一些（多播、组播）

IP地址的组成

一个IP地址由4组8位的二进制数组成，中间用“.”分隔，如：

11000000.10101000.00000001.00000010

二进制位数太多，为了记忆、表达方便，一般采用十进制方式表达，每一段取值区间为[0,255]，上述IP地址可表示为

192.168.1.2

掩码（Mask）

一个IP地址共有4×8=32位组成，按照位来划分，可人为定义主机号和网络号，比如

192.168.1.2

我们定义前24位是网络位，后面8位是主机位。如此一来，我们可以很方便地根据前24位IP来定位一个网络，后8位来定位一台主机。其中192.168.1.0表示一个网络号，192.168.1.2表示192.168.1.0这个网络中的一台主机，24是192.168.1.0这个网络的掩码长度。

很容易发现192.168.1.0这个网络可用前24位识别，而后8位主机位不能影响我们识别一个网络。那么我们将192.168.1.2化为二进制和由24个1和8个0组成的IP地址11111111.11111111.11111111.00000000进行与操作，得到的恰好就是它的网络号。把这个特殊的IP转化为十进制得到255.255.255.0，这就是掩码。

IP地址分类、私有地址

有类划分

早期IP地址有一套有类划分方式，即根据一定则将IP地址根据子网掩码/8，/16，/24分为不同类。但是这种分类方案显然并不十分合理，浪费IP资源。比如一个20人办公室被分配了/24掩码的网段，那么有235个地址被浪费了。

无类划分

后来提出了VLSM（可变长子网掩码）的概念，即可任意指定子网掩码。早期的路由协议如ripv1，igrp等都是只支持有类路由的；而CIDR(无类域间路由)，是基于VLSM的。

私有IP地址

IP地址是一个逻辑概念，用于定位互联的网络中一台终端。理论上网络中所有IP地址不能有重复，但是由于IP地址耗尽，必须复用一些IP地址。一些不介入互联网的组织，只需内部网络IP地址一致即可。私有IP就是为这种场景设计的，在IP地址的有类划分中，每一类都有一个私有地址段。当然这种场景也可以通过NAT技术实现私有网络与互联网互通。