IP的含义、分类、子网划分、查。

1.1 IP地址是什么?

21世纪关于网络,人们最长听见的用词之一便是:IP地址!如:“电脑的IP地址是多少”,“路由器怎么设置IP地址”,“如何修改计算机IP地址”,“服务器IP地址是多少”......那么IP地址究竟是什么呢?

1.1.1 IP地址解释

        IP,英文全写为Internet Protocol,指TCP/IP网络体系中的网际互联协议,工作在OSI模型的网络层(简单了解即可)。

        IP地址:IP协议规定了所有连接到互联网中的设备都必须拥有自己唯一的“身份号”—IP地址,网络设备间进行信息交互时,必须在数据报文中设定目标设备的IP地址方能将数据准确传输至目标设备,好比快递必须填写收件人地址,快递员方能根据收件人地址将快递顺利送至收件人处。互联网中的一台网络设备可以拥有多个IP地址,但一个IP地址只能对应一台网络设备,即IP地址具有唯一性。

1.1.2 IP地址如何构成

        IP地址是一串数字,遵循国际编写规范,共由32位二进制数字0/1组成(关于二进制请参考:一文看懂计算机数据:从每位数永不大于9到二进制0-1),每8位为一组,用圆点隔开。类似身份号码的数据段(6位表示籍贯+8位表示出生年月+3位表示顺序码+1位校验码),IP地址数据分为两个功能段。

         网络地址/网络号+主机地址/主机号(共32位),共分为如下五大类,其中A/B/C类为常用IP地址:

  • A类IP地址:8位网络地址+24位主机地址
  • B类IP地址:16位网络地址+16位主机地址
  • C类IP地址:24位网络地址+8位主机地址
  • D类IP地址为组播地址,E类IP地址为保留地址

        IP地址编码规范中规定:网络地址和主机地址为全0为本地地址,表示本地网络或主机;网络地址和主机地址为全1为广播地址,表示所有网站都可接收发出的信息,通常这两种IP地址不能作为互联网中的主机IP地址。因此,每类IP地址中除去这两个,可计算出ABC三类IP地址的网络地址数以及每个网络地址中所能容纳的主机数量:

  • A类IP地址:126(2^7-2)个网络地址,可容纳主机 16777214(2^24-2)台
  • B类IP地址:16382(2^14-2)个网络地址,可容纳主机 65534(2^16-2)台
  • C类IP地址:2097150(2^21-2)个网络地址,可容纳主机 254(2^8-2)台

1.2 IP地址分类与子网划分

        美国互联网信息中心(InterNIC)统一管理全球的IP地址,并规定所有加入互联网的网络设备必须向其申请IP地址或者向当地的信息中心申请IP地址。当然,如果只是在局域网中通信,便可以根据实际需要灵活的设计IP地址机制。

1.2.1 子网掩码

        由除主机地址之外的所有位均为1构成。

        前文中我们已经详细介绍了IP地址的组成方式:网络地址+主机地址,在上图中的子网掩码编址方案中,为了更灵活的分配主机数量,便将B类IP地址原本16位的主机地址进一步的划分为了:子地址掩+新主机地址,这样就形成了网络地址+子网地址+主机地址的三级IP地址格式,并定义了子网掩码来实现三级寻址。

1.3 为什么要使用IP地址?

        在实际使用Internet的过程中,虽然用户是很少需要直接使用IP地址的,比如上网,用户都是通过网址来获取信息,但其实网址最后都是映射为IP地址的,参见:一文看懂:网址,URL,域名,IP地址,DNS,域名解析,所以互联网用户所有的网络行为进行的数据传输都是需要使用IP地址进行的。

        普通互联网用户所接触的所有互联网终端设备都是基于TCP/IP协议的,当然相关专业人员会用到更多的协议,如:DHCP(动态主机分配协议) 、FTP(File Transfer Protocol)文件传输协议、HTTP (Hypertext Transfer Protocol)超文本传输协议等等。而在TCP/IP协议中约定所有网络设备之间进行数据传输必不可少IP地址,如计算机与手机,计算机与服务器,计算机与计算机之间通信都需要IP地址,必不可少。IP地址作为互联网设备通信中目的设备的唯一网络标识,必不可少(重要的事情说三遍),否则IP数据包将如同无头苍蝇,在互联网中胡冲乱撞,永远无法抵达目标设备。

1.3 全球IP地址总量与使用量

1.3.1 全球IP地址总量

        IPv4地址共分为四段,每段数值范围为0~255共256个,四段IP地址的数量=256的四次方,近42亿多(实质是32位二进制,总IP个数=2的32次方),去除一些不可用的IP,全球可用IP地址总量约40亿左右。

1.3.2 全球已使用的IP地址数量

        通过BCZS可以查询到全球各城市IP地址使用量(有的国家竟然只有几个IP地址)

1.4 如何查看/修改IP地址

        控制面板的打开方式:Win键(键盘左、右下角的win标识键)+R键,输入“control”回车即可

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