IP 地址是互聯網協議特有的一種地址，它是 IP 協議提供的一種統一的地址格式，為互聯網上的每一個網絡和每一台主機分配一個邏輯地址，以此來屏蔽物理地址的差異。

在單個局域網網段中，計算機與計算機之間可以使用網絡訪問層提供的 MAC 地址進行通信。如果在路由式網絡中，計算機之間進行通信就不能利用 MAC 地址實現數據傳輸了：因為 MAC 地址不能跨路由接口運行；即使強行實現跨越，使用 MAC 地址傳輸數據也是非常麻煩的。

這是由于内置在網卡裡的固定 MAC 地址不能在地址空間上引入邏輯結構，使其無法具備真正的地址來表示國家、省、市、區、街道、路、号這類層次。因此，要進行數據傳輸，必須使用一種邏輯化、層次化的尋址方案對網絡進行組織，這就是 IP 地址。

IP地址表示

IP地址是長度是32 bit，由4個字節組成。為了閱讀和書寫方便，IP地址通常采用點分十進制數來表示。

點分十進制表示法

IP地址表現形式能夠幫助我們更好的使用和配置網絡，但通信設備在對IP地址進行計算時使用的是二進制的操作方式，因此掌握十進制、二進制的轉換運算非常有必要。

IPv4地址範圍

00000000.00000000.00000000.00000000~11111111.11111111.11111111.11111111，即0.0.0.0~255.255.255.255。

IPv4地址由如下兩部分組成：

網絡部分 (網絡号)：用來标識一個網絡。

IP地址不能反映任何有關主機位置的地理信息，隻能通過網絡号碼字段判斷出主機屬于哪個網絡。

對于網絡号相同的設備，無論實際所處的物理位置如何，它們都是處在同一個網絡中。

主機部分 (主機号)：用來區分一個網絡内的不同主機。

網絡掩碼 (Netmask)，又稱子網掩碼 (Subnet Mask):

網絡掩碼為32 bit，與IP地址的位數一樣，通常也以點分十進制數來表示。

網絡掩碼不是一個IP地址，在二進制的表示上是一堆連續的1、後面接一堆連續的0。

通常将網絡掩碼中1的個數稱為這個網絡掩碼的長度。如：掩碼0.0.0.0的長度是0，掩碼252.0.0.0的長度是6。

網絡掩碼一般與IP地址結合使用，其中值為1的比特對應IP地址中的網絡位；值為0的比特對應IP地址中的主機位，以此來輔助我們識别一個IP地址中的網絡位與主機位。即網絡掩碼中1的個數就是IP地址的網絡号的位數，0的個數就是IP地址的主機号的位數。

為了方便IP地址的管理及組網，IP地址分成五類：

A、B、C、D、E類的類别字段分别是二進制數0、10、110、1110、1111，通過網絡号碼字段的前幾個比特就可以判斷IP地址屬于哪一類，這是區分各類地址最簡單的方法。

A、B、C三類地址是單播IP地址 (除一些特殊地址外)，隻有這三類地址才能分配給主機接口使用。

D類地址屬于組播IP地址。

E類地址專門用于特殊的實驗目的。

本節内容，隻關注A、B、C三類地址。

A、B、C類地址比較：

使用A類地址的網絡稱為A類網絡；使用B類地址的網絡稱為B類網絡；使用C類地址的網絡稱為C類網絡。

A類網絡的網絡号為8 bit，個數很少，但所允許的主機接口的個數很多；首位恒定為0，地址空間為：0.0.0.0~127.255.255.255。

B類網絡的網絡号為16 bit，介于A類和C類網絡之間；首兩位恒定為10，地址空間為：128.0.0.0~191.255.255.255。

C類網絡的網絡号為24 bit，個數很多，但所允許的主機接口的個數就很少；首三位恒定為110，地址空間為：192.0.0.0~223.255.255.255。

注：

主機 (Host)，通常指路由器和計算機的統稱。并且常把主機的某個接口的IP地址簡稱為主機IP地址。

組播地址：組播能實現一對多傳遞消息。

特殊的IP地址

公網IP地址：IP地址是由IANA統一分配的，以保證任何一個IP地址在Internet上的唯一性。這裡的IP地址是指公網IP地址。

私網IP地址：實際上一些網絡不需要連接到Internet，比如一個大學的封閉實驗室内的網絡，隻要同一網絡中的網絡設備的IP地址不沖突即可。在IP地址空間裡，A、B、C三類地址中各預留了一些地址專門用于上述情況，稱為私網IP地址。

A類：10.0.0.0~10.255.255.255

B類：172.10.0.0~172.31.255.255

C類：192.168.0.0~192.168.255.255

255.255.255.255

這個地址稱為有限廣播地址，它可以作為一個IP報文的目的IP地址使用。

路由器接收到目的IP地址為有限廣播地址的IP報文後，會停止對該IP報文的轉發。

0.0.0.0

如果把這個地址作為網絡地址，它的意思就是“任何網絡”的網絡地址；如果把這個地址作為主機接口地址，它的意思就是“這個網絡上主機接口”的IP地址。

例如：當一個主機接口在啟動過程中尚未獲得自己的IP地址時，就可以向網絡發送目的IP地址為有限廣播地址、源IP地址為0.0.0.0的DHCP請求報文，希望DHCP服務器在收到自己的請求後，能夠給自己分配一個可用的IP地址。

127.0.0.0/8

這個地址為環回地址，它可以作為一個IP報文的目的IP地址使用。其作用是測試設備自身的軟件系統。

一個設備産生的、目的IP地址為環回地址的IP報文是不可能離開這個設備本身的。

169.254.0.0/16

如果一個網絡設備獲取IP地址的方式被設置成了自動獲取方式，但是該設備在網絡上又沒有找到可用的DHCP服務器，那麼該設備就會使用169.254.0.0/16網段的某個地址來進行臨時通信。

注：DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol)，動态主機配置協議，用于動态分配網絡配置參數，如IP地址。

我們目前常說的IP地址指的是IPV4地址，但IPv4可用地址有限，在2011年2月3日，IANA已經宣布将其最後的468萬個IPv4地址平均分配到全球5個RIR（Regional Internet Registry，區域互聯網注冊管理機構），此後IANA再沒有可分配的IPv4地址。

NAT技術的應用，緩解了IPv4地址不足産生的問題，但是部署IPv6是解決IPv4地址不足的最終方案。當前世界上不同地區對部署IPv6的需求強烈程度不一，且當前IPv4網絡仍然占主流地位，因此短時間内IPv6和IPv4将會共存。

IPV6的優勢：

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