计算机网络 | 网络IP地址

一.网络IP地址及其表示方法

二.常用的三种类别的IP地址

1.A类地址（重点）

2.B类地址（重点）

3.C类地址（重点）

三.私有IP地址

1.什么是私有IP地址

2.私有IP地址的类别

3.私有IP地址的优点和缺点

四.特殊的网址

一.网络IP地址及其表示方法

整个的互联网就是一个单一的、抽象的网络。IP地址就是给互联网上的每一台主机（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位的标识符（类似于我们每一个人的身份证号码都是不同的，即唯一的）。IP地址的编址方法共经过了三个历史阶段。

分类的IP地址。这是最基本的编址方法，在198年就通过了相应的标准协议。
子网的划分。这是对最基本的编址方法的改进，其标准RFC950在1985年通过
构成超网。这是比较新的无分类编址方法。1993年提出后很快就得到推广应用。

所谓“分类的IP地址”就是将IP地址划分为若干个固定类，每一类地址都由两个固定长度的字段组成，其中第一个字段是网络号（ net-id），它标志主机（或路由器）所连接到的网络。一个网络号在整个互联网范围内必须是唯一的。第二个字段是主机号 host-id），它标志该主机（或路由器）.一台主机号在它前面的网络号所指明的网络范围内必须是唯一的。由此可见，一个IP地址在整个互联网范围内是唯一的。
这种两级的I地址可以记为：

下图给出了各种IP地址的网络号字段和主机号字段，这里A类、B类和C类地址都是单播地址（一对一通信），是最常用的。

A类、B类和C类地址的网络号字段（在图中这个字段是灰色的）分别为1个、2个和3个字节长，而在网络号字段的最前面有1~3位的类别位，其数值分别规定为0，10和110。
A类、B类和C类地址的主机号字段分别为3个、2个和1个字节长。
D类地址（前4位是1110用于多播（一对多通信）。
E类地址（前4位是1111）保留为以后用

从IP地址的结构来看，IP地址并不仅仅指明一台主机，而是还指明了主机所连接到的网络。当某个单位申请到一个IP地址时，实际上是获得了具有同样网络号的一块地址。其中具体的各台主机号则由该单位自行分配，只要做到在该单位管辖的范围内无重复的主机号即可。

为了书写的方便，我们采用点分十进制记法来表示IP地址。

二.常用的三种类别的IP地址

1.A类地址（重点）

A类地址的网络号字段占1个字节，只有7位可供使用（该字段的第一位已固定为0），但可指派的网络号是126个（即2^7-2）。

减2的原因是：第一，IP地址中的全0表示“这个(this）”。网络号字段为全0的IP地址是个保留地址，意思是“本网络”；第二，网络号为127（即01111111)保留作为本地软件环回测试（ loopback test）本主机的进程之间的通信之用。若主机发送一个目的地址为环回地址（例如127.0.0.1）的IP数据报，则本主机中的协议软件就处理数据报中的数据，而不会把数据报发送到任何网络。目的地址为环回地址的IP数据报永远不会出现在任何网络上，因为网络号为127的地址根本不是一个网络地址。

A类地址的主机号占3个字节，因此每一个A类网络中的最大主机数是2^24-2，即16777214。

这里减2的原因是：全0的主机号字段表示该IP地址是“本主机”所连接到的单个网络地址（例如，一主机的IP地址为5.6.7.8，则该主机所在的网络地址就是50.00）而全1表示“所有的al）”，因此全1的主机号字段表示该网络上的所有主机°。

2.B类地址（重点）

B类地址的网络号字段有2个字节，但前面两位（10）已经固定了，只剩下14位可以进行分配。

因为网络号字段后面的14位无论怎样取值也不可能出现使整个2字节的网络号字段成为全0或全1，因此这里不存在网络总数减2的问题。但实际上B类网络地址128.0.0.0是不指派的，而可以指派的B类最小网络地址是128.1.0.0，因此B类地址可指派的网络数为2^14-1，即16383。

B类地址的每一个网络上的最大主机数是2^16-2，即65534。

这里需要减2是因为要扣除全0和全1的主机号。

3.C类地址（重点）

C类地址有3个字节的网络号字段，最前面的3位是（110），还有21位可以进行分配。

C类网络地址192.0.0.0也是不指派的，可以指派的C类最小网络地址是192.0.1.0，因此C类地址可指派的网络总数是2^21-1，即2097151.

每一个C类地址的最大主机数是23-2，即254。

这里需要减2是因为要扣除全0和全1的主机号。

标注红星代表这块内容需要记忆。

三.私有IP地址

1.什么是私有IP地址

IP地址按用途分为私有地址和公有地址两种。所谓私有地址就是在A、B、C三类IP地址中保留下来为企业内部网络分配地址时所使用的IP地址。私有ip属于非注册地址，专门为组织机构内部使用。

私有地址主要用于在局域网中进行分配，在 Internet上是无效的。这样可以很好地隔离局域网和 Internet。私有地址在公网上是不能被识别的，必须通过NAT将内部IP地址转换成公网上可用的IP地址，从而实现内部IP地址与外部公网的通信。公有地址是在广域网内使用的地址，但在局域网中同样也可以使用，除了私有地址以外的地址都是公有地址。

2.私有IP地址的类别

3.私有IP地址的优点和缺点

优点：

有了私网地址，世界上所有局域网都可以用这些私有网络地址来标识局域网络内部的主机，从而避免了IPv4地址用尽的情况，因为私网地址既可以由这个企业的局域网使用，又可以由其他公司的局域网使用，即私网地址可以不断地重复使用。

缺点：

使用私网保留地址的网络只能在内部进行通信，而不能与其他网络互连。因为本网络中的保留地址同样也可能被其他网络使用，如果进行网络互连，那么寻找路由时就会因为地址的不唯一而出现问题。

四.特殊的网址

每一个字节都为0的地址（“0.0.0.0”）对应于当前主机；
IP地址中的每一个字节都为1的IP地址（“255．255．255．255”）是当前子网的广播地址；
IP地址中不能以十进制“127”作为开头，该类地址中数字127．0．0．1到127．255．255．255用于回路测试，如：127.0.0.1可以代表本机IP地址，用“http://127.0.0.1”就可以测试本机中配置的Web服务器。
网络ID的第一个6位组也不能全置为“0”，全“0”表示本地网络。