[系统运维]IP地址含义详解

? ? 在学习生活中，我们经常会听到ip地址这么一个词，在听到这个词的时候我也是很懵比的，不明白是什么意思，但是又很想弄明白是什么，于是上网查阅了资料，写这篇文章，分享给大家

1、什么是IP地址

????????IP地址（Internet Protocol Address）是指互联网协议地址，又译为网际协议地址。

????????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。其中，会有几个概念，ip地址，默认网关，子网掩码，dns服务器，接下来会一个个的说。

????????Internet网络中，每个上网的计算机都有一个IP地址，是分配给网络设备的门牌号，为了网络中的计算机能够互相访问，IP地址=网络地址+主机地址，例如一个IP地址是192.168.100.1，这个地址中包含了很多含义。如下：

???? 网络地址? ?： 192.168.100.0

???? 主机地址? ?： 0.0.0.1

???? IP地址? ?： 网络地址+主机地址=192.168.100.1

???? 广播地址： 192.168.100.255

2、为什么要计算网络地址?

????????用网线直接连接或通过HUB或普通交换机间连接的计算机之间要能够相互通，计算机必须要在同一网络，也就是说它们的网络地址必须相同，而且主机地址必须不一样。如果不在一个网络就无法通。

????????计算网络地址就是判断网络中的计算机是否在同一网络，在就能通，不在就不能通。注意，这里说的是否在同一网络指的是IP地址而不是物理连接。

? ? ? ? 说到这里，就要讲到计算机网络地址该如何计算，因为我也了解不深，只是在网上看了别人计算，这里就不细说了，想研究的自行上网查询相关资料。

3、IP地址

3.1、表示方式

IP地址 = 网络号 +主机号

3.2、IP地址的类型

????????这里可以自行参考百度百科

????????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。

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1.0.0.1到127.255.255.254?（二进制表示为：00000001 00000000 00000000 00000001 - 01111111 11111111 11111111 11111110）。最后一个是广播地址。

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128.0.0.1-191.255.255.254?[1]??（二进制表示为：10000000 00000000 00000000 00000001----10111111 11111111 11111111 11111110）。 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192.0.0.1-223.255.255.254?[1]??（二进制表示为: 11000000 00000000 00000000 00000001 - 11011111 11111111 11111111 11111110）。

????????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

? ? ? ? 这里的最大主机数就是2的8次方减去2得到254，8次方是因为主机标识长度为8，减去2是因为全0的和全1的网络地址是特殊的地址，不能用，要减去。

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。

3.3、几个特殊的IP地址

• 私有地址

????????上面提到IP地址在全世界范围内唯一，看到这句话你可能有这样的疑问，像192.168.0.1这样的地址在许多地方都能看到，并不唯一，这是为何？Internet管理委员会规定如下地址段为私有地址，私有地址可以自己组网时用，但不能在Internet网上用，Internet网没有这些地址的路由，有这些地址的计算机要上网必须转换成为合法的IP地址,也称为公网地址。下面是A、B、C类网络中的私有地址段。你自己组网时就可以用这些地址了。? ? ? ? ? ? ??

? ? 10.0.0.0～10.255.255.255

? ? 172.16.0.0～172.131.255.255

? ? 192.168.0.0～192.168.255.255

• 回送地址

????????A类网络地址127是一个保留地址，用于网络软件测试以及本地机进程间通信，叫做回送地址（loopback address）。无论什么程序，一旦使用回送地址发送数据，协议软件立即返回之，不进行任何网络传输。含网络号127的分组不能出现在任何网络上。

????????这里说一下：Ping 127.0.0.1,如果反馈信息失败,说明IP协议栈有错,必须重新安装TCP/IP协议。如果成功,ping本机IP地址,如果反馈信息失败,说明你的网卡不能和IP协议栈进行通信。

????????如果网卡没接网线，用本机的一些服务如Sql Server、IIS等就可以用127.0.0.1这个地址。

• 广播地址

? ? ? ? TCP/IP规定，主机号全为"1"的网络地址用于广播之用，叫做广播地址。所谓广播，指同时向同一子网所有主机发送报文。

• 网络地址

? ? ? ? TCP/IP协议规定，各位全为"0"的网络号被解释成"本"网络。由上可以看出：一、含网络号127的分组不能出现在任何网络上；二、主机和网关不能为该地址广播任何寻径信息。由以上规定可以看出，主机号全"0"全"1"的地址在TCP/IP协议中有特殊含义，一般不能用作一台主机的有效地址。

3.4、子网

????????引入子网掩码(NetMask)，（子网掩码是连续全1的网络地址加上主机地址）从逻辑上把一个大网络划分成一些小网络。子网掩码是由一系列的1和0构成，通过将其同IP地址做“与”运算来指出一个IP地址的网络号是什么。对于传统IP地址分类来说，A类地址的子网掩码是255.0.0.0；B类地址的子网掩码是255.255.0.0；C类地址的子网掩码是255.255.255.0。例如，如果要将一个B类网络166.111.0.0划分为多个C类子网来用的话，只要将其子网掩码设置为255.255.255.0即可，这样166.111.1.1和166.111.2.1就分属于不同的网络了。像这样，通过较长的子网掩码将一个网络划分为多个网络的方法就叫做划分子网(Subnetting)。

? ? ? ? 知道ip地址和子网掩码后，可以通过与运算计算相关地址

• 网络地址
• 广播地址
• 地址范围
• 本网有几台主机

? ? ? 这里是分步骤计算：

1）、将ip地址和子网掩码转换成二进制，进行与运算，就得到网络地址

2）、将上述得到得网络地址的网络地址部分不变，主机地址全部变为1，结果就是广播地址

3）、网络地址加1即为第一个主机地址，广播地址减1即为最后一个主机地址，因此网络范围为：

网络地址+1? ——? 广播地址 -1

4）、主机的数量等于：2的（二进制主机位数）次方减2

这里也不做相关计算演示了，感兴趣的朋友自行上网查阅。

3.5、无类间路由

????????无类间路由(CIDR，Classless Inter-Domain Routing)地址根据网络拓扑来分配，可以将连续的一组网络地址分配给一家公司，并使整组地址作为一个网络地址(比如使用超网技术)，在外部路由表上只有一个路由表项。这样既解决了地址匮乏问题，又解决了路由表膨胀的问题。另外，CIDR还将整个世界分为四个地区，给每个地区分配了一段连续的C类地址，分别是：欧洲(194.0.0.0～195.255.255.255)、北美(198.0.0.0～199.255.255.255)、中南美(200.0.0.0～201.255.255.255)和亚太(202.0.0.0～203.255.255.255)。这样，当一个亚太地区以外的路由器收到前8位为202或203的数据报时，它只需要将其放到通向亚太地区的路由即可，而对后24位的路由则可以在数据报到达亚太地区后再进行处理，这样就大大缓解了路由表膨胀的问题。

? ? ? ? CIDR最大的好处就是减少了分配过程中地址的浪费。

4、公网IP和私网IP

????????IP可以分为Public IP 和 Private IP，出现这种规划的原因在于IPv4所能表示的IP太少而电脑太多以至于不够用，然而只有Public IP才能直接连接上网络，所以对于那些公司，学校，政府机构等场所，就可以集中使用私有的IP进行管理，而大家可以共用一个IP去连接上公网，这样，就省下了许多宝贵的Public IP。

????????你会发现，在每次使用ipconfig查到的地址，要么就是172.开头的，要么就是192.开头的，基本没有气体开头的。因为一个Ip分给我们一个Pc端太不划算了，一般都是很多人共享一个ip，我们用ipconfig查询到的其实只是我们的局域网Ip,172.开头的意味着我们是B类型的局域网，以192.开头的意味着你是ｃ类的局域网。所以我们一直都没有接触到正真的ｉｐ，我们一直打交道的都是私有IP又叫private ip.

　　ipconfig查出来的是本机的IP地址，也就是内网私有地址，此类地址仅在局域网使用，不能联通外网。百度查出来的地址是你上网的共有地址，也许并不是你主机的地址，而是电信或联通分给你的地址，用于连接互联网。

• Public IP : 公共 IP ，经由 INTERNIC 所统一规划的 IP，有这种 IP 才可以连上 Internet ；
• Private IP : 私有 IP 或保留 IP，不能直接连上 Internet 的 IP ，主要用于局域网络内的主机联机规划。

　　早在 IPv4 规划的时候就担心 IP 会有不足的情况，而且为了应付某些企业内部的网络设定，于是就有了私有IP (Private IP) 的产生了。私有 IP 也分别在 A, B, C 三个 Class 当中各保留一段作为私有 IP 网段，那就是：

• Class A：10.0.0.0??? - 10.255.255.255
• Class B：172.16.0.0? - 172.31.255.255
• Class C：192.168.0.0 - 192.168.255.255

　　由于这三段 Class 的 IP 是预留使用的，所以并不能直接作为Internet 上面的连接之用，不然的话，到处就都有相同的IP 。所以这三个 IP 网段就只做为内部私有网域的IP 沟通之用。一般说来，我们用Ipcofig是无法查到公网ip的，大多数时候，你使用ipconfig查到的一般就只是以172.开头的b类私有Ip，或者以192.168开头的c类私有Ip.

????????私有ip有底下的几个限制：

• 私有 IP 的路由信息不能对外散播 (只能存在内部网络)；
• 使用私有 IP 作为来源或目的地址的封包，不能透过 Internet 来转送 (不然网络会混乱)；
• 关于私有 IP 的参考纪录(如 DNS)，只能限于内部网络使用

　　这个私有 IP 有什么好处：由于他的私有路由不能对外直接提供信息，所以你的内部网络将不会直接被 Internet 上面的 Cracker 所攻击！
　　只有公网ip是能够连接互联网的，私网IP 一般只用作局域网

　　我们能够上网，靠的是isp组织分给我们的Ip地址，但是这个ip地址一般不是给个人的，一般都是给一个单位，一个区域的，也就是说我们实际上能接触到的一般都是私有地址，即我们用ipconig查到的都是私有地址，也就相当于局域网内的ip地址，当我们真正联网时，会先把数据发送到路由，然后再由路由进行处理实现真正的联网操作，路由的地址才是真正联网的Ip地址，也就是pubilc ip，而我们在自己电脑上查到的都是私有ip

????????上网流程：

　　我们通过私网ip然后把我们的需求和要发送的数据发给路由器，然后路由器对接网络，再把数据发送给Internet.然后internet发送数据到我们的路由，然后路由在通过我的私网ip发送给我，这就是我们真实上网的流程。

5、路由器

? ? ? ? 其实，Windows下叫默认网关，网关就是路由，路由就是网关。

　　一台主机可以有多个网关。默认网关的意思是一台主机如果找不到可用的网关，就把数据包发给默认指定的网关，由这个网关来处理数据包。现在主机使用的网关，一般指的是默认网关。

　　那么出现了一个非常重要的问题就是如何设置默认网关，一台电脑的默认网关是不可以随随便便指定的，必须正确地指定，否则一台电脑就会将数据包发给不是网关的电脑，从而无法与其他网络的电脑通信。默认网关的设定有手动设置和自动设置两种方式。

• 手动设置：手动设置适用于电脑数量比较少、TCP/IP参数基本不变的情况，比如只有几台到十几台电脑。因为这种方法需要在联入网络的每台电脑上设置“默认网关”，非常费劲，一旦因为迁移等原因导致必须修改默认网关的IP地址，就会给网管带来很大的麻烦，所以不推荐使用。需要特别注意的是：默认网关必须是电脑自己所在的网段中的IP地址，而不能填写其他网段中的IP地址。

• 自动设置：自动设置就是利用DHCP服务器来自动给网络中的电脑分配IP地址、子网掩码和默认网关。这样做的好处是一旦网络的默认网关发生了变化时，只要更改了DHCP服务器中默认网关的设置，那么网络中所有的电脑均获得了新的默认网关的IP地址。这种方法适用于网络规模较大、TCP/IP参数有可能变动的网络。另外一种自动获得网关的办法是通过安装代理服务器软件（如MS Proxy）的客户端程序来自动获得，其原理和方法和DHCP有相似之处。

6、IP地址的分配

TCP/IP协议需要针对不同的网络进行不同的设置，且每个节点一般需要一个“IP地址”、一个“子网掩码”、一个“默认网关”。不过，可以通过动态主机配置协议（DHCP），给客户端自动分配一个IP地址，避免了出错，也简化了TCP/IP协议的设置。

IP地址现由因特网名字与号码指派公司ICANN（Internet Corporation for Assigned Names and Numbers）分配。

InterNIC：负责美国及其他地区；

ENIC：负责欧洲地区；

APNIC（Asia Pacific Network Information Center）：　我国用户可向APNIC申请（要缴费）

PS：1998年，APNIC的总部从东京搬迁到澳大利亚布里斯班。

负责A类IP地址分配的机构是ENIC

负责北美B类IP地址分配的机构是InterNIC

负责亚太B类IP地址分配的机构是APNIC

7、DNS服务器

　　域名服务器(Domain Name Server)。在Internet上域名与IP地址之间是一一对应的，域名虽然便于人们记忆，但机器之间只能互相认识IP地址，它们之间的转换工作称为域名解析，域名解析需要由专门的域名解析服务器来完成，DNS就是进行域名解析的服务器 。

8、DHCP服务器

　　DHCP指的是由服务器控制一段IP地址范围，客户机登录服务器时就可以自动获得服务器分配的IP地址和子网掩码。提升地址的使用率。

9、MAC地址

　　MAC地址就如同我们身份证上的身份证号码，具有全球唯一性。MAC（Media Access Control，介质访问控制）地址

• 前24位叫做组织唯一标志符（Organizationally Unique Identifier，即OUI），是由IEEE的注册管理机构给不同厂家分配的代码，区分了不同的厂家。

• 后24位是由厂家自己分配的，称为扩展标识符。同一个厂家生产的网卡中MAC地址后24位是不同的。网卡的物理地址通常是由网卡生产厂家烧入网卡的EPROM（一种闪存芯片，通常可以通过程序擦写），它存储的是传输数据时真正赖以标识发出数据的电脑和接收数据的主机的地址。

　　也就是说，在网络底层的物理传输过程中，是通过物理地址来识别主机的，它一定是全球唯一的。比如，著名的以太网卡，其物理地址是48bit（比特位）的整数，如：44-45-53-54-00-00,以机器可读的方式存入主机接口中。以太网地址管理机构(除了管这个外还管别的)（IEEE）（IEEE：电气和电子工程师协会）将以太网地址，也就是48比特的不同组合，分为若干独立的连续地址组，生产以太网网卡的厂家就购买其中一组，具体生产时，逐个将唯一地址赋予以太网卡。

　　在一个稳定的网络中，IP地址和MAC地址是成对出现的。如果一台计算机要和网络中另一外计算机通信，那么要配置这两台计算机的IP地址，MAC地址是网卡出厂时设定的，这样配置的IP地址就和MAC地址形成了一种对应关系。在数据通信时，IP地址负责表示计算机的网络层地址，网络层设备（如路由器）根据IP地址来进行操作；MAC地址负责表示计算机的数据链路层地址，数据链路层设备（如交换机）根据MAC地址来进行操作。IP和MAC地址这种映射关系由ARP（Address Resolution Protocol，地址解析协议）协议完成。

10、端口号

　　端口包括物理端口和逻辑端口。物理端口是用于连接物理设备之间的接口，逻辑端口是逻辑上用于区分服务的端口。TCP/IP协议中的端口就是逻辑端口，通过不同的逻辑端口来区分不同的服务。那么端口有什么用呢？我们知道，一台拥有IP地址的主机可以提供许多服务，比如Web服务、FTP服务、SMTP服务等，这些服务完全可以通过1个IP地址来实现。那么，主机是怎样区分不同的网络服务呢？显然不能只靠IP地址，因为IP 地址与网络服务的关系是一对多的关系。实际上是通过“IP地址+端口号”来区 分不同的服务的。

• 公认端口（Well-Known Ports）
  这类端口也常称之为"常用端口"。这类端口的端口号从0到1023，它们紧密绑定于一些特定的服务。通常这些端口的通信明确表明了某种服务的协议，这种端口是不可再重新定义它的作用对象。80端口实际上总是HTTP通信所使用的，而23号端口则是Telnet服务专用的。

• 注册端口（Registered Ports）
  端口号从1025到49151。分配给用户进程或应用程序。这些进程主要是用户选择安装的一些应用程序，而不是分配好的公认端口的常用程序。

• 动态和/或私有端口（Dynamic and/or Private Ports）
  之所以称为动态端口，因为它一般不固定分配某种服务，而是动态分配。

ps:同一子网的计算机互相访问是不需要添网关的，不同子网的计算机互相访问就需要添网关地址，该地址就是路由器和本子网连接的接口地址，网关地址一定是和本机地址在一个子网。DNS服务就是将IP地址解析成域名如www.google.com，该服务器的地址一般是ISP提供的，这个地址只要是合法的DNS服务器就行。

????????好了，今天的文章分享到此结束，有不足的地方欢迎私信留言，只是今天查阅的相关于ip地址的含义资料，文章内容因为贪图方便，所以copy的百度一些解释，如需更详细的知识资料，自行查询，完结~撒花~~