IP地址和子网掩码

lewis_lk
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IP 地址，全称互联网协议地址（Internet Protocol Address），是分配给连接到互联网上设备的唯一标识符。简单来说，它就如同现实生活中你家的住址，通过这个地址，数据才能准确无误地找到对应的计算机，实现信息的传递。IP 地址有 IPv4 和 IPv6 两种主流版本。IPv4 地址由 32 位二进制数组成，为了方便人们记忆和使用，通常用点分十进制表示，例如192.168.1.1。而随着互联网设备的爆发式增长，IPv4 地址面临枯竭，IPv6 应运而生，它采用 128 位二进制数表示，地址空间极其庞大，形如2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334。

1、IPv4地址分类

IPv4 地址被分为五大类，分别是 A 类、B 类、C 类、D 类和 E 类。 image.png

  1. A 类地址

    • 范围：1.0.0.0 - 126.0.0.0（0 和 127 有特殊用途，0 表示 “本网络”，127 用于本地软件回环测试，如 127.0.0.1 代表本地主机）。
    • 网络数量和主机数量：它的网络号占 8 位，主机号占 24 位。所以 A 类地址可以有（126）个网络，每个网络可以容纳（约 16777214）个主机。这是因为主机号全为 0 表示网络地址，主机号全为 1 表示广播地址，这两种情况不能分配给主机使用。
    • 应用场景：一般用于大型网络，如大型企业网络或互联网服务提供商（ISP）的网络。

  2. B 类地址

    • 范围：128.0.0.0 - 191.255.0.0。
    • 网络数量和主机数量：它的网络号占 16 位，主机号占 16 位。可以有（约 16384）个网络，每个网络能够容纳（约 65534）个主机。同样要减去网络地址和广播地址对应的主机分配情况。
    • 应用场景：常用于中等规模的网络，如校园网或中型企业网络。

  3. C 类地址

    • 范围：192.0.0.0 - 223.255.255.0。
    • 网络数量和主机数量：它的网络号占 24 位，主机号占 8 位。有（约 2097152）个网络，每个网络能容纳（254）个主机。
    • 应用场景：适用于小型本地网络，如小型办公室网络或家庭网络。

  4. D 类地址

    • 范围：224.0.0.0 - 239.255.255.255。
    • 用途：这是组播地址，用于标识一组接收者。组播可以让一个发送者将数据发送到一组特定的接收者，而不是像广播那样发送到所有主机。例如，在视频会议等应用场景中，发送端将视频数据发送到一个 D 类组播地址，订阅该组播地址的客户端都可以接收到数据。

  5. E 类地址

    • 范围：240.0.0.0 - 255.255.255.255。
    • 用途：E 类地址是保留地址，主要用于实验和研究目的。

2、公网IP和局域网IP

2.1、局域网IP网段

  • 10.0.0.0/8 网段（A 类私有地址）

    • 范围：从 10.0.0.0 到 10.255.255.255。在这个网段中，子网掩码是 255.0.0.0，这意味着网络位占 8 位，主机位占 24 位。它可以提供大量的主机地址，适用于大型的企业局域网或者园区网络。例如，一个大型的企业园区可能有多个部门，每个部门有大量的计算机、打印机、服务器等设备，使用 10.0.0.0/8 网段能够满足设备的 IP 分配需求。

  • 172.16.0.0/12 网段（B 类私有地址）

    • 范围：从 172.16.0.0 到 172.31.255.255。子网掩码为 255.240.0.0，网络位占 12 位，主机位占 20 位。这个网段适合中型企业或组织的局域网。比如，一个中型企业可能有几个分支机构，使用 172.16.0.0/12 网段可以为这些分支机构的设备合理分配 IP 地址。

  • 192.168.0.0/16 网段（C 类私有地址）

    • 范围：从 192.168.0.0 到 192.168.255.255。子网掩码是 255.255.0.0，网络位占 16 位，主机位占 16 位。这是最常见的家庭和小型办公室局域网网段。例如，在家庭网络中，无线路由器通常会使用这个网段为连接的手机、电脑、智能家电等设备分配 IP 地址。

2.2、子网划分和子网掩码

  • 子网划分：当一个局域网规模较大时，可能需要对网络进行进一步划分，这就是子网划分。例如，一个企业使用 10.0.0.0/8 网段作为其局域网 IP 网段，为了便于管理和提高网络性能，可以将其划分为多个子网。通过改变子网掩码，可以确定新的子网范围。
  • 子网掩码：子网掩码用于区分 IP 地址中的网络位和主机位。它与 IP 地址进行逻辑与运算，可以得到网络地址。例如，对于 IP 地址 192.168.1.10 和子网掩码 255.255.255.0，进行逻辑与运算后得到网络地址 192.168.1.0，这表示该 IP 地址属于 192.168.1.0 这个子网。子网掩码的每一位对应 IP 地址的一位，其中 “1” 表示网络位，“0” 表示主机位。

2.3、公网IP

公网IP并没有像内网IP那样特定的网段划分用于区分。

公网IP是由互联网服务提供商（ISP）从互联网号码分配机构（IANA）获得并分配给用户的。

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