1995年第二次信息化浪潮以來，網絡從萌芽逐步走向世界互聯。尤其伴随IPv6協議和新一代5G移動通信技術，萬物互聯的時代正大步向我們走來。

我們之所以能夠在網絡中實現精準的通信，依靠的都是我們聯網設備的IP地址。IP地址猶如設備在互聯網中的家庭住址，數據包正是通過在網絡中尋址IP，最終從源地址發送到目的地址。

1 IP地址 & MAC地址？

現有IPv4地址是由32位二進制數表示，為了方便記憶和表達，每8bit為一組分組，并将每組轉化為十進制數，用“.”隔開，組成我們日常生活中所見的IP地址。

IP地址由網絡标識和主機标識組成，網絡标識用來區分IP地址是否屬于同一網段，主機地址即MAC地址。

那什麼是MAC地址？

MAC地址是燒錄進設備ROM中，用以唯一标識設備的身份标簽，每一個網卡的MAC地址都是世界惟一的。IP地址可能由于設備所接入不同區域、網口，有所變動；MAC地址，有生之年，至死不渝。

MAC地址由48位比特位組成，同樣為了直觀描述，用十六進制數進行表示。

MAC地址位數構成

IP地址正是根據網絡标識和主機标識，分為A、B、C、D、E五類。其中，D類和E類用作特殊用途，本文不加讨論，其他IP地址分類規則如下：

A類IP，其首位必須以“0”開頭，1-8比特位為網絡标識，後24位為主機标識。因此，其IP範圍寬度為：

A類IP：0.0.0.0- 127.255.255.255

B類IP，其首位必須以“10”開頭，1-16比特位為網絡标識，後16位為主機标識。因此，其IP範圍寬度為：

B類IP：128.0.0.0- 191.255.255.255

C類IP，其首位必須以“110”開頭，1-24比特位為網絡标識，後8位為主機标識。因此，其IP範圍寬度為：

C類IP：192.0.0.0- 223.255.255.255

根據網絡标識和主機标識，每種IP地址所能容納的網段數量和主機數量：

IP地址分類及容量

2 信息在網絡中是如何傳輸的?

數據包在互聯網中的傳輸，十分類似快遞包裹在物流網絡中的運送。

以雙十一網購為例：

我們下單A區貨物後，由A區域附近的物流網點進行攬件，運送至轉運中心A，再由轉運中心A運送至直連的轉運中心B，轉運中心B将包裹分發到B區域的網點，由快遞員派件（實際過程涉及更多級轉運節點）。

在此過程中，大數據中心會自動計算最佳的寄送路線，生成一張包含出發地、目的地的快遞單。物流轉運中心和各級網點，就是根據這張快遞單，實現快遞包括的分揀、導流，确定快遞下一站的運送信息。

我們的快遞包裹正是經過物流公司網點、轉運中心以及快遞員等多個節點流轉的物流網絡，最終到達我們手上。

這種快遞運送方式，成為軸輻式物流網絡。

這裡的快遞包裹就相當于網絡中需要傳輸的數據包，網點與轉運中心、轉運中心與直連的轉運中心，就是數據鍊路，不同鍊路組成的物流網絡就是我們所說的互聯網。

互聯網是數據鍊路的集合。快遞單據上面的出發地和目的地，就是源MAC地址和目的MAC地址，而各級分揀系統，其實就是路由器。

所以說，IP地址是互聯網設備在網絡中唯一的地址标簽。

3 公網 & 私網？

問題來了，既然IP地址是互聯網設備唯一的地址标簽，為什麼我們通過網絡和DOS命令查詢的本機IP是不同的？

百度查詢IP地址

DOS命令查詢IP地址

通俗理解，IP地址可分為公有地址（公網IP）和私有地址（内網IP）。

通過百度查詢的IP地址，正是公網IP地址，是我們内網設備訪問外部網絡的唯一通道。内網IP則由路由器分配，方便局域網内設備之間的互相通信。

公網IP通過路由器分配内網IP

前面說了，現有IPv4地址是由32位二進制數表示，為了方便記憶和表達，每8 bit為一組分組，并将每組轉化為十進制數，用“.”隔開，組成我們日常生活中所見的IP地址。

若以2的32次方計算，全球可聯網的設備：2^32 = 4294967296（台）

事實上，目前全球設備“網絡化”的進程才達到25%左右，待入網的設備數量遠遠超過這個數量。

而且，由于IP地址是由“網絡标識 主機标識”共同組成，使得實際能夠聯網的設備數量少了很多。

如果每個聯網設備都分配一個公網IP地址，顯然，是很匮乏的。因而，才有了公網IP和内網IP的概念，公網IP通過路由器分配内網IP，讓更多設備接入互聯網。

4 為什麼你的IP都是192.168？

公網IP的地址十分有限。在常用的A、B、C三類地址中，絕大多數地址其實都是公網IP地址。公網IP是需要向國際互聯網信息中心申請注冊，才能使用的。

疑惑來了，那麼公網IP和内網IP，怎麼區分呢？

為什麼我們常見的局域網的IP地址都是192.168.XXX.XXX這類IP呢？

IPv4地址協議中預留了3個IP地址段，專門用作私有地址，僅供内網使用。這三個私網網段，恰好分布在A、B、C三類IP地址中：

A類地址：10.0.0.0--10.255.255.255

B類地址：172.16.0.0--172.31.255.255

C類地址：192.168.0.0--192.168.255.255

目測可見，私網地址中可容納的主機數量為A>>B>>C，所以私有網段的分配是按需分配。

常見的家庭局域網容量相對小，則常用C網段的私網：192.168.xxx.xxx

而大型企業，則選擇主機容量大的A類或B類私網，作為局域網IP。

比如我公司的主機私網IP為：172.16.xx.xx

注：本文轉載自農場和小酒館微信公衆号；文内觀點僅供參考​​​​

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