IP地址

例子

假设我们的一个朋友想见我们，但他们不知道我们的地址。他问我们的地址，然后我们给我们的地址，如02，Vidyapuri路，Supaul，比哈尔邦，印度。给出地址后，他或她可以轻松找到我们的地址。同样的事情是做在互联网的情况下。每个网络都被分配了一个地址。

谁分配IP地址

IANA（Internet Assigned Numbers Authority）分配IP地址。IANA负责IP寻址系统

IP地址是什么样子的

IP地址是一个长的二进制数字，由1和0组成。一个IPv4地址是32个二进制数字（或位）长。一个IPv6是128位长，允许使用更多的IP地址。IP地址通常以人类可读的形式书写，其中8个比特组成一个八位组。IPv4地址通常写成四组数字。每个数字的值可以从0到255。IPv6地址被写成一组8个十六进制数字。许多IPv6地址包含许多零。有一些特殊的规则说，在某些情况下，这些零不需要写。

公共和私人地址

某些IP地址可以在局域网中自由分配。由于它们不是唯一的，所以在互联网上不会被路由。可以自由分配的地址被称为私有IP地址，唯一的地址被称为公有地址。私有地址要想被路由，需要将其转化为公有地址。这个在私有地址和公有地址之间转换的过程称为网络地址转换，或称NAT。路由器和防火墙也经常执行这一任务。

覆盖一个或多个设备

有三种不同类型的地址。

• 单播地址。该地址被分配给一个特定的设备。这是最常见的情况，大多数地址都是单播地址。
• 广播地址：对同一网络上的所有计算机进行寻址。在某些情况下，这很有用，例如自动获得一个新地址。发送者只发送一次数据，用于路由数据的设备根据需要制作副本。
• 多播地址。这种情况与上述广播情况类似。一些设备对接收某些数据感兴趣，网络根据需要复制数据。与上面的广播情况最大的区别是，所有连接到广播网络的设备都能看到使用广播发送的数据。使用多播，设备需要订阅才能看到某个内容。同一网络上没有订阅的设备将看不到该内容。

获得一个新的IP地址

有不同的方法可以获得一个新的IP地址，并且不再因为破坏行为而被封锁。其中一种叫做Bootstrap协议（通常简称为BOOTP）。需要新地址的设备，不知道自己在哪个网络中，所以它使用一个全部为零的IP地址（0.0.0.0），以广播的形式发送到当前网络的一个特殊端口上。此外，它还会发送网卡的MAC地址，外加一个4字节的随机数。BOOTP服务器会发送一个同样以广播方式发送到不同端口的回复。回复中会包含客户端的MAC地址、随机数和客户端的IP地址。客户端收到数据后，会设置指定的地址。如果BOOTP服务器是这样配置的，它还会发送BOOTP服务器的IP地址和主机名，应该加载到客户端的文件的名称和路径（使用TFTP），或者一个目录的名称，客户端应该使用NFS挂载。

DHCP扩展了BOOTP，并允许发送更多的信息，如时间服务器的地址，或对路由选择有用的信息。

自动获得的IP地址可以是动态的，也可以是静态的。静态寻址意味着同一台机器将始终获得相同的IP地址。使用动态地址，设备将获得下一个未使用的地址。使用过的动态地址需要时常进行审查。如果它们没有被更新，它们可以被其他设备使用。

IP版本4

在IPv4中，每个地址由4个8位二进制数字组成，称为八位字节。一个IPv4地址总共是32位。一个人用8个普通数字能做出的最大数字是99,999,999，但一个人用8个二进制数字能做出的最大数字是255（二进制的111111111），所以每个八位字节可以是0到255的任何数字。

一个IPv4地址可以是这样的。

198.51.100.137

每一个八位数都转换为十进制形式，并以句号分隔。

另外，两个不同的尾数也有特殊的含义。一般来说，最后一个数字0代表网络（称为基本地址），最后一个数字255代表该网络上的所有主机（称为广播地址）。在同一本地网络上的计算机共享4个数字中的3个。一台计算机可以在多个网络上。它也可以有几个名字。

公共/私人地址

IPv4的问题在于它只允许43亿个地址，而我们几乎已经用完了。为了拖延时间，网络地址转换（NAT）应运而生。网络地址转换让一个网络共享一个公共IP地址，给网络上的每一台电脑一个私有IP地址。住在同一个房子里的每个人都使用同一个地址，但邮件可以是给住在房子里的多个不同的人的。

特殊IP地址

有一些IP地址是为特殊用途而保留的。例如，127.0.0.1这个地址被称为Loopback地址，会将发送到这个地址的任何数据包"回环"到发送数据包的计算机上，比如给自己发送邮件。虽然这看起来似乎没什么用，但它是用来测试服务器的。

网络

它可以定义为它所标识的网络类别。

主机部分

它可以定义为它识别网络上的主机。

静态IP地址

它是一个永久的互联网地址。它不能改变，我们必须手动配置。它是用在小型网络中，所有的服务器使用静态IP的。它是一种简单的通信方式。

动态IP地址

(动态是指不断变化的意思)

它是一个临时的互联网地址。它由DHCP（动态主机配置协议）服务器从特定范围的IP地址分配。

IPv4子网

为了使网络更快地工作，它被分割成子网。为此，一个IP地址包含一个网络ID、子网ID和一个主机ID。一个称为子网掩码的特殊二进制数用来确定网络、子网和主机ID的大小。

最初的IPv4只支持254个网络，所以在1981年，互联网寻址规范被改为classful网络结构。Classful网络设计允许有更多的独立网络。一个IP地址的前三个位决定了它的等级。普通计算机通信（单播）定义了三个等级（A、B、C）。网络ID的大小是基于IP地址的等级。每个等级的网络ID使用更多的八位字节，使主机ID变小，减少可能的主机数量。

自1993年以来，无族网络已被无族域间路由（CIDR）所取代。CIDR也提供了网络地址和主机地址。CIDR没有类，这意味着网络和主机地址大小不必以八位数为单位。

在CIDR符号中，一个IPv4地址的样子是这样的

192.168.0.14/24

斜杠和数字代表网络id使用的位数，本例中为24或3个八位数。

IP版本6

由于IPv4只有32位，可用地址的数量将耗尽。为了防止这种情况发生，一个名为电气和电子工程师协会（IEEE）的组织创建了IP版本6（IPv6），它将最终取代IPv4。

IP版本6使用16个八位数，即总共128位。IPv6中的八位字节以十六进制书写，并以冒号（:）分隔。一个IPv6地址可能是这样的。

2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334

一个IPv6地址可能会很长，这可能会导致在输入电脑或写下它们时出现错误。有两种方法可以将IPv6地址缩短，而不会遗漏任何东西。

• 前导零可以不写。2001:0db8:00b8:0008:0000:0000:0000:0001 becomes 2001:db8:b8:8:0:0:0:1
• 任何数量的连续的、全零的"块"都可以被压缩成简单的::。这在同一个地址中只能做一次。2001:0db8:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0001可以写成2001:db8::1。

DNS

DNS是域名系统的缩写

它也被称为服务服务器。它是基于客户服务器的网络架构。它包含一个公共IP地址的数据库。DNS就像一本电话簿。

其他版本

IPv4之前的版本是实验性的，从未被广泛使用。第5版专门用于互联网流协议，也从未广泛使用。