【网络】从零认识IPv4

devtools/2024/9/22 18:40:28/

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IP地址定义

网络标识和主机标识

子网掩码

IPv4%E5%9C%B0%E5%9D%80%E7%9A%84%E5%88%86%E7%B1%BB-toc" style="margin-left:0px;">IPv4地址的分类

全局地址和私有地址


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IP地址定义

IP网络中每台设备的唯一标识符,用于识别和定位计算机、服务器、路由器等设备,以便它们能够在网络上进行通信。

IPv4是由32位比特位构成,计算机也是以二进制的方式处理该地址。而人更喜欢用点分十进制表示一个IPv4地址。

2 的 32 次方是 4,294,967,296IPv4地址的绝对数量也只有这么多。

网络标识和主机标识

IP地址中,一部分比特位用来标识数据链路层不同段的唯一性(标识不同子网),称为网络标识。一部分比特位用来标识同一子网的不同主机,称为主机标识。

子网掩码

子网掩码是一个32位的数值,用于划分IPv4地址中的网络部分和主机部分。它帮助确定一个IP地址中的哪一部分是网络标识,哪一部分是主机标识。

子网掩码前半部分位连续的1,后半部分为连续的0。子网掩码的32位比特位中有多少个一表示IP地址前多少位表示网络标识。

子网掩码有两种标识形式,一种是IP地址和子网掩码用两行表示

另一种是在IP地址后面追加网络标识的位数,用/分隔

IPv4%E5%9C%B0%E5%9D%80%E7%9A%84%E5%88%86%E7%B1%BB">IPv4地址的分类

 A类地址

范围:0.0.0.0 - 127.255.255.255
默认子网掩码:255.0.0.0(即/8)
网络标识:前8位(第一个八位组)
主机标识:后24位
可用网络数:2^7 = 128(去除0和127后的有效网络数为126)
每个网络的可用主机数:2^24 - 2 = 16,777,214
用途:A类地址用于大型网络,如跨国企业或互联网服务提供商(ISP)。



 B类地址

范围:128.0.0.0 - 191.255.255.255
默认子网掩码:255.255.0.0(即/16)
网络标识:前16位(前两个八位组)
主机标识:后16位
可用网络数:2^14 = 16,384(去除128和191后的有效网络数为16,384)
每个网络的可用主机数:2^16 - 2 = 65,534
用途:B类地址适用于中型网络,如大型企业或大学校园网络



 C类地址

范围:192.0.0.0 - 223.255.255.255
默认子网掩码:255.255.255.0(即/24)
网络标识:前24位(前三个八位组)
主机标识:后8位
可用网络数:2^21 = 2,097,152(去除192和223后的有效网络数为2,097,152)
每个网络的可用主机数:2^8 - 2 = 254
用途:C类地址用于小型网络,如家庭网络或小型企业网络


 D类地址

范围:224.0.0.0 - 239.255.255.255
用途:D类地址专门用于多播(Multicast),即将数据包发送给一组特定的设备,而不是单个设备。D类地址不分网络标识和主机标识,因此没有子网掩码
用途:多播应用,例如视频会议、在线直播等,使用D类地址来将数据传输到多个目的地。


 E类地址

范围:240.0.0.0 - 255.255.255.255
用途:E类地址保留用于实验和研究目的,供未来技术的研究和开发,不用于常规的网络通信。


子网掩码是对该分类更细力度的划分。

全局地址和私有地址

全局地址和私有地址也可以称为公网IP私有IP

私有IP范围如下

私有IP范围之外都是公网IP

私有IP的数量为17,891,328。在搭建网络时,一个配有公网IP的路由器在该子网中最多可以为17,891,328台主机分配地址。也就是说一个有公网IP的机器可以用私有ip搭建子网。

这样的网络搭建方案可以极大缓解IPv4地址不足问题。在我们平常生活场景中接触到的基本都是私有IP。一般都是由当地运营商配有公网IP的路由器为我们的手机,笔记本电脑,家用路由器等入网设备分配一个临时的私有IP,该私有IP用来标识该路由器构建的子网中主机的唯一性。

私有IP是可以被重复使用的,所以私有IP在全网中没有唯一性。这就是为什么不同子网的主机不能通信的原因。


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