4.2.2 IP地址

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4.2.2 IP地址

在TCP/IP模型中，IP协议是网际互联层事实上的协议，它解决了TCP/IP网络中主机到主机的通信问题。IP协议能够工作的前提是在TCP/IP网络中，每一台主机都必须要有一个唯一的地址。这对以TCP/IP为核心的Internet来说也是一样的，Internet上的每台主机都有一个唯一的IP地址，IP协议就是使用这个地址在主机之间传递信息，这是Internet能够运行的基础。

为了确保IP地址的唯一性，专门有一个称为国际网络信息中心（NIC）的机构管理着Internet上IP地址，所有的用户都必须向它申请才能获得合法的IP地址。IP协议分为IPv4和IPv6两个版本，它们之间的一个主要区别是IPv4的地址是32位的，目前已不够使用，而IPv6的地址是48位的，主要要解决IPv4地址不够的问题。

%说明：IPv6是下一代互联网使用的IP协议，其理论上可用的地址数是IPv4的65536倍，按现有人口计算，平均每人可以分到约4万个。

通常所指的IP一般是指IPv4，它使用点分十进制的形式来表示，如：A.B.C.D。其中的A、B、C和D都是0～255之间的数。255实际上是十六进制的FF，它是一个字节能表示的最大的数。实际上，计算机是根据二进制数来识别IP地址的。例如，下面的32位二进制串是计算机中存储的IP地址。

11011010010010110001101000100011

人们为了阅读方便，将其进行分组，共分4组，每组8位：

11011010 01001011 00011010 00100011

然后，将8位的二进制数转化成十进制数，并用点号隔开，于是便成了下面的形式。

218 . 75 . 26 . 35

与记忆32位的二进制串相比，记忆218.75.26.35显然更加容易。

在最初设计互联网络时，为了便于寻址以及构造层次化的网络，每个IP地址都包括两个标识码（ID），一个是网络ID，还有一个是主机ID。并且规定，同一个物理网络上的所有主机都使用同一个网络ID，网络上的每一个可寻址的主机（包括网络上工作站、服务器和路由器等）都有一个主机ID与其对应。IP地址根据网络ID的不同可分为5种类型：A类地址、B类地址、C类地址、D类地址和E类地址。

1．A类地址

一个A类IP地址由1字节的网络地址和3字节主机地址组成，并且网络地址的最高位必须是0。另外，全是1的网络地址（即127）保留为环回网络使用，全是1的主机地址保留为广播地址，不能分配给主机使用。因此，当使用二进制表示时，最小的A类IP地址和最大的A类IP地址分别如下：

最小IP地址： 00000001 00000000 00000000 00000001

最大IP地址： 01111110 11111111 11111111 11111110

如果用点分十进制表示，则地址范围为1.0.0.1～126.255.255.254。可用的A类网络有126个，每个网络能容纳1600多万个主机，主要分配给大型机构使用。另外，第一个字节为10的IP地址也是保留地址，不能在Internet上使用，只能在内网使用。

2．B类地址

一个B类IP地址由2个字节的网络地址和2个字节的主机地址组成，网络地址的最高位必须是10，用二进制表示的最小和最大的B类IP地址分别如下：

最小IP地址： 10000000 00000000 00000000 00000001

最大IP地址： 10111111 11111111 11111111 11111110

如果用点分十进制表示，则地址范围为128.0.0.1～191.255.255.254。因此，可用的B类网络有16 384个，每个网络能容纳6万多个主机。另外，B类地址中的172.16.0.0～172.31.255.254也是保留地址，不能在Internet上使用。

3．C类地址

一个C类IP地址由3个字节的网络地址和1个字节的主机地址组成，网络地址的最高位必须是110，用二进制表示的最小和最大的C类IP地址分别如下：

最小IP地址： 11000000 00000000 00000000 00000001

最大IP地址： 11011111 11111111 11111111 11111110

如果用点分十进制表示，则地址范围为192.0.0.1～223.255.255.254。因此，可用的C类网络有2097152个，每个网络能容纳254台主机，适合于小型网络使用。另外，C类地址中的192.168.0.0～192.168.255.254也是保留地址，不能在Internet上使用。

4．D类地址

D类地址没有区分网络地址和主机地址，其IP地址的第一个字节以1110开始，地址范围是224.0.0.1～239.255.255.254。D类地址是一种专门保留的地址，并不指向特定的网络。目前这一类地址被用在多点广播（Multicast）中。多点广播地址用来一次寻址一组计算机，它标识的是共享同一协议的一组计算机。