一文詳解IP地址：含義、作用、格式、分類等

1、IP地址是什麼？

IP 地址是網際網路協議特有的一種地址，它是 IP 協議提供的一種統一的地址格式，為網際網路上的每一個網路和每一臺主機分配一個邏輯地址，以此來遮蔽物理地址的差異。

2、那麼，我們為什麼要使用 IP 地址呢？

在單個區域網網段中，計算機與計算機之間可以使用網路訪問層提供的 MAC 地址進行通訊。如果在路由式網路中，計算機之間進行通訊就不能利用 MAC 地址實現資料傳輸了：因為 MAC 地址不能跨路由介面執行；即使強行實現跨越，使用 MAC 地址傳輸資料也是非常麻煩的。

這是由於內建在網卡里的固定 MAC 地址不能在地址空間上引入邏輯結構，使其無法具備真正的地址來表示國家、省、市、區、街道、路、號這類層次。因此，要進行資料傳輸，必須使用一種邏輯化、層次化的定址方案對網路進行組織，這就是 IP 地址。

3、IP地址表示

IP地址表示

IP地址是長度是32 bit，由4個位元組組成。為了閱讀和書寫方便，IP地址通常採用點分十進位制數來表示。

點分十進位制表示法

IP地址表現形式能夠幫助我們更好的使用和配置網路，但通訊裝置在對IP地址進行計算時使用的是二進位制的操作方式，因此掌握十進位制、二進位制的轉換運算非常有必要。

IPv4地址範圍

00000000。00000000。00000000。00000000~11111111。11111111。11111111。11111111，即0。0。0。0~255。255。255。255。

4、ip地址格式

IPv4地址由如下兩部分組成：

網路部分 （網路號）：用來標識一個網路。

IP地址不能反映任何有關主機位置的地理資訊，只能透過網路號碼欄位判斷出主機屬於哪個網路。

對於網路號相同的裝置，無論實際所處的物理位置如何，它們都是處在同一個網路中。

主機部分 （主機號）：用來區分一個網路內的不同主機。

網路掩碼 （Netmask），又稱子網掩碼 （Subnet Mask）：

網路掩碼為32 bit，與IP地址的位數一樣，通常也以點分十進位制數來表示。

網路掩碼不是一個IP地址，在二進位制的表示上是一堆連續的1、後面接一堆連續的0。

通常將網路掩碼中1的個數稱為這個網路掩碼的長度。如：掩碼0。0。0。0的長度是0，掩碼252。0。0。0的長度是6。

網路掩碼一般與IP地址結合使用，其中值為1的位元對應IP地址中的網路位；值為0的位元對應IP地址中的主機位，以此來輔助我們識別一個IP地址中的網路位與主機位。即網路掩碼中1的個數就是IP地址的網路號的位數，0的個數就是IP地址的主機號的位數。

5、IP地址分類

為了方便IP地址的管理及組網，IP地址分成五類：

A、B、C、D、E類的類別欄位分別是二進位制數0、10、110、1110、1111，透過網路號碼欄位的前幾個位元就可以判斷IP地址屬於哪一類，這是區分各類地址最簡單的方法。

A、B、C三類地址是單播IP地址 （除一些特殊地址外），只有這三類地址才能分配給主機介面使用。

D類地址屬於組播IP地址。

E類地址專門用於特殊的實驗目的。

本節內容，只關注A、B、C三類地址。

A、B、C類地址比較：

使用A類地址的網路稱為A類網路；使用B類地址的網路稱為B類網路；使用C類地址的網路稱為C類網路。

A類網路的網路號為8 bit，個數很少，但所允許的主機介面的個數很多；首位恆定為0，地址空間為：0。0。0。0~127。255。255。255。

B類網路的網路號為16 bit，介於A類和C類網路之間；首兩位恆定為10，地址空間為：128。0。0。0~191。255。255。255。

C類網路的網路號為24 bit，個數很多，但所允許的主機介面的個數就很少；首三位恆定為110，地址空間為：192。0。0。0~223。255。255。255。

注：

主機 （Host），通常指路由器和計算機的統稱。並且常把主機的某個介面的IP地址簡稱為主機IP地址。

組播地址：組播能實現一對多傳遞訊息。

6、IP報文格式

特殊的IP地址

公網IP地址：IP地址是由IANA統一分配的，以保證任何一個IP地址在Internet上的唯一性。這裡的IP地址是指公網IP地址。

私網IP地址：實際上一些網路不需要連線到Internet，比如一個大學的封閉實驗室內的網路，只要同一網路中的網路裝置的IP地址不衝突即可。在IP地址空間裡，A、B、C三類地址中各預留了一些地址專門用於上述情況，稱為私網IP地址。

A類：10。0。0。0~10。255。255。255

B類：172。10。0。0~172。31。255。255

C類：192。168。0。0~192。168。255。255

255.255.255.255

這個地址稱為有限廣播地址，它可以作為一個IP報文的目的IP地址使用。

路由器接收到目的IP地址為有限廣播地址的IP報文後，會停止對該IP報文的轉發。

0.0.0.0

如果把這個地址作為網路地址，它的意思就是“任何網路”的網路地址；如果把這個地址作為主機介面地址，它的意思就是“這個網路上主機介面”的IP地址。

例如：當一個主機介面在啟動過程中尚未獲得自己的IP地址時，就可以向網路傳送目的IP地址為有限廣播地址、源IP地址為0。0。0。0的DHCP請求報文，希望DHCP伺服器在收到自己的請求後，能夠給自己分配一個可用的IP地址。

127.0.0.0/8

這個地址為環回地址，它可以作為一個IP報文的目的IP地址使用。其作用是測試裝置自身的軟體系統。

一個裝置產生的、目的IP地址為環回地址的IP報文是不可能離開這個裝置本身的。

169.254.0.0/16

如果一個網路裝置獲取IP地址的方式被設定成了自動獲取方式，但是該裝置在網路上又沒有找到可用的DHCP伺服器，那麼該裝置就會使用169。254。0。0/16網段的某個地址來進行臨時通訊。

注：DHCP （Dynamic Host Configuration Protocol），動態主機配置協議，用於動態分配網路配置引數，如IP地址。

7、ipv4和ipv6

我們目前常說的IP地址指的是IPV4地址，但IPv4可用地址有限，在2011年2月3日，IANA已經宣佈將其最後的468萬個IPv4地址平均分配到全球5個RIR（Regional Internet Registry，區域網際網路註冊管理機構），此後IANA再沒有可分配的IPv4地址。

NAT技術的應用，緩解了IPv4地址不足產生的問題，但是部署IPv6是解決IPv4地址不足的最終方案。當前世界上不同地區對部署IPv6的需求強烈程度不一，且當前IPv4網路仍然佔主流地位，因此短時間內IPv6和IPv4將會共存。

IPV6的優勢：