弱电工程师必知必会的IP地址知识非常的全面.docx

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弱电工程师必知必会的IP地址知识非常的全面

前言

大家好，我是薛哥。

我们弱电行业现在大部分都是采用了TCP/IP的传输协议，对于网络IP地址方面的知识要熟知，今天的知识很重要，建议大家收藏，多看几遍。

正文

什么是IP地址？

IP地址协议

互联网协议地址（英语：

InternetProtocolAddress，又译为网际协议地址），缩写为IP地址（英语：

IPAddress），是分配给用户上网使用的网际协议（英语：

InternetProtocol,IP）的设备的数字标签。

网络互联

网络互连设备，如以太网、分组交换网等，它们相互之间不能互通，不能互通的主要原因是因为它们所传送数据的基本单元（技术上称之为“帧”）的格式不同。

IP协议实际上是一套由软件、程序组成的协议软件，它把各种不同“帧”统一转换成“网协数据包”格式，这种转换是因特网的一个最重要的特点，使所有各种计算机都能在因特网上实现互通，即具有“开放性”的特点。

数据包

数据包也是分组交换的一种形式，就是把所传送的数据分段打成“包”，再传送出去。

但是，与传统的“连接型”分组交换不同，它属于“无连接型”，是把打成的每个“包”（分组）都作为一个“独立的报文”传送出去，所以叫做“数据包”。

这样，在开始通信之前就不需要先连接好一条电路，各个数据包不一定都通过同一条路径传输，所以叫做“无连接型”。

这一特点非常重要，它大大提高了网络的坚固性和安全性。

每个数据包都有报头和报文这两个部分，报头中有目的地址等必要内容，使每个数据包不经过同样的路径都能准确地到达目的地。

在目的地重新组合还原成原来发送的数据。

这就要IP具有分组打包和集合组装的功能。

在传送过程中，数据包的长度为30000字节（Byte）（1字节=8二进制位）。

另外，特别注意的是，ip数据包指一个完整的ip信息，即ip数据包格式中各项的取值范围或规定，如版本号可以是4或者6,ip包头长度可以是20字节-60字节，总长度不超过65535字节，封装的上层协议可以是tcp和udp等。

IP地址

IP协议中还有一个非常重要的内容，那就是给因特网上的每台计算机和其它设备都规定了一种地址，叫做“IP地址”。

由于有这种地址，才保证了用户在连网的计算机上操作时，能够高效而且方便地从千千万万台计算机中选出自己所需的对象来。

如今电信网正在与IP网走向融合，以IP为基础的新技术是热门的技术，如用IP网络传送话音的技术（即VoIP）就很热门，其它如IPoverATM、IPoverSDH、IPoverWDM等等，都是IP技术的研究重点。

所谓IP地址就是给每个连接在互联网上的主机分配的一个32位地址。

IP地址就好像电话号码（地址码）：

有了某人的电话号码，你就能与他通话了。

同样，有了某台主机的IP地址，你就能与这台主机通信了。

按照TCP/IP（TransportControlProtocol/InternetProtocol，传输控制协议/Internet协议）协议规定，IP地址用二进制来表示，每个IP地址长32bit，比特换算成字节，就是4个字节。

一个采用二进制形式的IP地址是一串很长的数字，人们处理起来也太费劲了。

为了方便人们的使用，IP地址经常被写成十进制的形式，中间使用符号“.”分开不同的字节。

于是，上面的IP地址可以表示为“10.0.0.1”。

IP地址的这种表示法叫做“点分十进制表示法”，这显然比1和0容易记忆得多。

有人会以为，一台计算机只能有一个IP地址，这种观点是错误的。

我们可以指定一台计算机具有多个IP地址，因此在访问互联网时，不要以为一个IP地址就是一台计算机；另外，通过特定的技术，也可以使多台服务器共用一个IP地址，这些服务器在用户看起来就像一台主机似的。

IP地址基本格式

如今的IP网络使用32位地址，以点分十进制表示，如192.168.0.1。

地址格式为：

IP地址 = 网络地址 + 主机地址 

或

IP地址 = 网络地址 + 子网地址 + 主机地址

网络地址是因特网协会的ICANN（theInternetCorporationforAssignedNamesandNumbers）分配的，下有负责北美地区的InterNIC、负责欧洲地区的RIPENIC和负责亚太地区的APNIC目的是为了保证网络地址的全球唯一性。

主机地址是由各个网络的系统管理员分配。

因此，网络地址的唯一性与网络内主机地址的唯一性确保了IP地址的全球唯一性。

地址分配

根据用途和安全性级别的不同，IP地址还可以大致分为两类：

公共地址和私有地址。

公共地址在Internet中使用，可以在Internet中随意访问。

私有地址只能在内部网络中使用，只有通过代理服务器才能与Internet通信。

IP地址查询

∙Windows操作系统下

开始—运行，输入cmd—在弹出的对话框里输入ipconfig/all（网协配置、参数变量为全部），然后回车出现列表.其中：

ipaddress就是ip地址

∙Linux操作系统下

运行ifconfig（网协配置）其中以太网下面inet地址即为IP地址

IP协议

1、Internet体系结构

一个TCP/IP互联网提供了三组服务。

最底层提供无连接的传送服务为其他层的服务提供了基础。

第二层一个可靠的传送服务为应用层提供了一个高层平台。

最高层是应用层服务。

2、IP协议：

这种不可靠的、无连接的传送机制称为Internet协议。

3、IP协议三个定义：

（1）IP定义了在TCP/IP互联网上数据传送的基本单元和数据格式。

（2）IP软件完成路由选择功能，选择数据传送的路径。

　　（3）IP包含了一组不可靠分组传送的规则，指明了分组处理、差错信息发生以及分组的规则。

4、IP数据包：

联网的基本传送单元是IP数据包，包括数据包头和数据区部分。

5、IP数据包封装：

物理网络将包括数据包包头的整个数据包作为数据封装在一个帧中。

6、MTU网络最大传送单元：

不同类型的物理网对一个物理帧可传送的数据量规定不同的上界。

7、IP数据包的重组：

一是在通过一个网络重组；二是到达目的主机后重组。

后者较好，它允许对每个数据包段独立地进行路由选择，且不要求路由器对分段存储或重组。

8、生存时间：

IP数据包格式中设有一个生存时间字段，用来设置该数据包在联网中允许存在的时间，以秒为单位。

如果其值为0，就把它从互联网上删除，并向源站点发回一个出错消息。

9、IP数据包选项：

∙IP数据包选项字段主要是用于网络测试或调试。

包括：

记录路由选项、源路由选项、时间戳选项等。

∙路由和时间戳选项提供了一种监视或控制互联网路由器路由数据包的方法。

分类

∙网络号：

 用于识别主机所在的网络；

∙主机号：

 用于识别该网络中的主机。

IP地址分为五类，A类保留给政府机构，B类分配给中等规模的公司，C类分配给任何需要的人，D类用于组播，E类用于实验，各类可容纳的地址数目不同。

A、B、C三类IP地址的特征：

当将IP地址写成二进制形式时，A类地址的第一位总是0，B类地址的前两位总是10，C类地址的前三位总是110。

A类地址

（1）A类地址第1字节为网络地址，其它3个字节为主机地址。

它的第1个字节的第一位固定为0. 

（2）A类地址网络号范围：

0.0.0.0—127.0.0.0地址范围0.0.0.0到127.255.255.255

（3）A类地址中的私有地址和保留地址：

① 10.X.X.X是私有地址（所谓的私有地址就是在互联网上不使用，而被用在局域网络中的地址）。

范围（10.0.0.0—10.255.255.255） 

② 127.X.X.X是保留地址，用做循环测试用的。

B类地址

（1）B类地址第1字节和第2字节为网络地址，其它2个字节为主机地址。

它的第1个字节的前两位固定为10. 

（2）B类地址网络号范围：

128.0.0.0—191.255.0.0。

地址范围128.0.0.0到191.255.255.255。

（3）B类地址的私有地址和保留地址 

① 172.16.0.0—172.31.255.255是私有地址 

② 169.254.X.X是保留地址。

如果你的IP地址是自动获取IP地址，而你在网络上又没有找到可用的DHCP服务器。

就会得到其中一个IP。

191.255.255.255是广播地址，不能分配。

C类地址

（1）C类地址第1字节、第2字节和第3个字节为网络地址，第4个字节为主机地址。

另外第1个字节的前三位固定为110。

（2）C类地址网络号范围：

192.0.0.0—223.255.255.0。

地址范围192.0.0.0到223.255.255.255 

（3）C类地址中的私有地址：

192.168.X.X是私有地址。

（192.168.0.0—192.168.255.255）

D类地址

（1）D类地址不分网络地址和主机地址，它的第1个字节的前四位固定为1110。

（2）D类地址范围：

224.0.0.0—239.255.255.255

E类地址

（1）E类地址不分网络地址和主机地址，它的第1个字节的前五位固定为11110。

（2）E类地址范围：

240.0.0.0—255.255.255.254

IP地址如果只使用ABCDE类来划分，会造成大量的浪费：

一个有500台主机的网络，无法使用C类地址。

但如果使用一个B类地址，6万多个主机地址只有500个被使用，造成IP地址的大量浪费。

因此，IP地址还支持VLSM技术，可以在ABC类网络的基础上，进一步划分子网。

无类地址

除ABCDE以外的IP地址段划分方式，如：

192.168.1.0255.255.255.252等分成C段划分的地址

实体IP

在网络的世界里，为了要辨识每一部计算机的位置，因此有了计算机IP位址的定义。

一个IP就好似一个门牌！

例如，你要去微软的网站的话，就要去『64.4.11.42』这个IP位置！

这些可以直接在网际网络上沟通的IP就被称为『实体IP』了。

虚拟IP

不过，众所皆知的，IP位址仅为xxx.xxx.xxx.xxx的资料型态，其中，xxx为1-255间的整数，由于计算机的成长速度太快，实体的IP已经有点不足了，好在早在规划IP时就已经预留了三个网段的IP做为内部网域的虚拟IP之用。

这三个预留的IP分别为：

∙A级：

10.0.0.1-10.255.255.254

∙B级：

172.16.0.1-172.31.255.254

∙C级：

192.168.0.1-192.168.255.254

上述中最常用的是192.168.0.0这一组。

不过，由于是虚拟IP，所以当您使用这些地址的时候﹐当然是有所限制的，限制如下：

∙私有位址的路由信息不能对外散播

∙使用私有位址作为来源或目的地址的封包﹐不能透过Internet来转送

∙关于私有位址的参考纪录（如DNS）﹐只能限于内部网络使用

由于虚拟IP的计算机并不能直接连上Internet，因此需要特别的功能才能上网。

不过，这给我们架设IP网络提供了很大的方便﹐比如﹕您的公司还没有连上Internet﹐但这不保证将来不会。

使用公共IP的话﹐如果没经过注册﹐在以后真正连上网络的时候﹐就很可能和别人冲突了。

也正如前面所分析的﹐到时候再重新规划IP的话﹐将是件非常头痛的问题。

这时候﹐我们可以先利用私有位址来架设网络﹐等到真要连上internet的时候﹐我们可以使用IP转换协定﹐如NAT（NetworkAddresssTranslation）等技术﹐配合新注册的IP就可以了。

掩码

为了标识IP地址的网络部分和主机部分，要和地址掩码（AddressMask）结合，掩码跟IP地址一样也是32bits，用点分十进制表示。

IP地址网络部分对应的掩码部分全为“1”，主机部分对应的掩码全为“0”。

缺省状态下，如果没有进行子网划分，A类网络的子网掩码为255.0.0.0，B类网络的子网掩码为255.255.0.0，C类网络的子网掩码为255.255.255.0。

利用子网，网络地址的使用会更加有效。

有了子网掩码后，IP地址的标识方法如下：

例：

192.168.1.1255.255.255.0或者标识成192.168.1.1/24（掩码中“1”的个数）

固定IP与动态IP

基本上，这两个东西是由于网络公司大量的成长下的产物，例如，你如果向中国电信申请一个商业型态的ADSL专线，那他会给你一个固定的实体IP，这个实体IP就被称为『固定IP 』了。

而若你是申请计时制的ADSL，那由于你的IP可能是由数十人共同使用，因此你每次重新开机上网时，你这部计算机的IP都不会是固定的！

于是就被称为『动态IP』或者是『浮动式IP』。

基本上，这两个都是『实体IP』，只是网络公司用来分配给用户的方法不同而产生不同的名称而已！