计算机网络——IPv4详解

IPv4地址概述

在TCP/IP体系中，IP地址是一个最基本的概念，我们必须把它弄清楚
IPv4地址就是给因特网（Internet）上的每一台主机(或路由器)的每一个接口分配一个在全世界范围内是唯一的32比特位的标识符
IP地址由因特网名字和数字分配机构ICANN(Internet Corporation for Assigned Names and Numbers )进行分配
我国用户可向亚太网络信息中心APNIC(Asia Pacific Network Information Center ) 申请IP地址，需要缴费
2011年2月3日，互联网号码分配管理局IANA(由 ICANN行驶职能)宣布，IPV4地址已经分配完毕
我国在2014年至2015年也逐步停止了向新用户和应用分配IPv4地址。同时全面开展商用部署IPv6
IPv4地址的编制方法经历了如下三个阶段

32位比特的IPv4地址不方便阅读、记录以及输入法等，因此IPv4地址采用点十进制表示方法以方便用户使用

8位无符号二进制整数转十进制数

十进制正整数转8位无符号二进制数
除2取余法
(130)10 = (10000010)2
130 / 2 = 65 余 0
65 / 2 = 32 余 1
32 / 2 = 16 余 0
16 / 2 = 8 余 0
8 / 2 = 4 余 0
4 / 2 = 2 余 0
2 / 2 = 1 余 0
1 / 2 = 0 余 0
凑值法 (必须熟记8位二进制各位的权值 128 64 32 16 8 4 2 1)
举例
(171)10 = (10101011)2
= (1 x 128 + 0 x 64 + 1 x 32 + 0 x 16 + 1 x 8 + 0 x 4 + 1 x 2 + 1 x 1）10

A类地址

A类的网络号部分占8比特，主机号部分占24比特网络号的最高位固定为0

B类的网络部分占16比特，主机号部分占16位比特网络号的两位固定为10

C类的网络部分占24位比特，主机号部分占8位比特网络号的最高位固定位110

D类地址是多播地址其最高四位固定位11110

E类地址是保留地址，其最高位固定位1111

注意事项

只有A类、B类和C类地址可分配给网络中的主机或路由器的各个接口
主机号为’全0’的地址是网络地址，不能分配给主机或路由器的各接口
主机号为’全1’的地址是广播地址，不能分配给主机或路由器的各接口

最小网络是0，保留不指派第一个可指派的网络是1 网络地址为1.0.0.0
最大网络127 作为本地环回地址测试地址，不指派
最小的本地环回测试地址是127.0.0.1
最大的本地回环测试地址是127.255.255.254
最后一个可指派的网络为126 网络地址为126.0.0.0
可指派的网络数量为 2^(8-1) - 2 = 126 减2的原因是除去最小网络0和最大网络127
每个网络中可分配的IP地址数量为 2 ^ 24 - 2 = 16777214(减2的原因是除去最小网络号0和最大网络号127)

。
最小网络也是第一个可指派的网络号128.0网络地址为128.0.0.0
最大网络号也是最后一个可指派的网络191.255网络地址为191.255.0.0
可指派的网络数量为 2（16 - 2）= 16384(减2的原因是除去主机号为全0的网络地址和全1的广播地址)
最小网络号也是第一个可指派的网络号192.0.0 网络地址为192.0.0
最大网络也是最后一个可指派的网络号是223.255.255网络地址是223.255.255.0
可指派的网络数量为2(24 - 3) = 209712
每个网络中可分配的IP地址数量为 2 ^ 8 - 2 = 254（减2的原因是除去主机号为全0的网络地址和全1的广播地址）
根据地址左起第一个第一个十进制的数的值，可以判断出网络类别(小于127的A类，128191的为B类，192223的为C类)
2.根据网络类别就可找出地址中的网络号部分和主机号部分(A类地址网络为左起第一个字节，B类地址网络号为左起前两个字节，c类地址网络号为左起前三个字节)
以下三种情况的地址不能指派给主机或路由器接口

A类网络号 0 和 127
主机号为全0 这是网络地址
主机号为全1 这是广播地址

地址0.0.0.0是一个特殊的Ipv4地址，只能作为源地址使用，表示"在本网络上的本主机"封装有DHCP

Discovery报文的IP分组的源地址使用0.0.0.0
以127开头且后面三个字节非“全0”或“全1”的IP地址是一类特殊的IPv4地址，即可以作为源地址使用，也可以作为目的地址使用，用于本地软件环回测试，例如常用的环回地址127.0.0.01

地址255.255.255.255是一个特殊的IPv4地址，只能作为目的地址使用，表示在"只在本网络上进行广播"(各路由器均不转发)