網絡上的每台機器都有唯一的标識符。計算機使用惟一标識符将數據發送到網絡上的特定計算機，這與在郵件中發送信件的地址相同。今天的大多數網絡，包括Internet上的所有計算機，都使用TCP/IP協議作為網絡上通信的标準。在TCP/IP協議中，計算機的唯一标識符稱為IP地址。

IP地址有兩個标準：IP版本4 (IPv4)和IP版本6 (ipv6)。所有有IP地址的計算機都有IPv4地址，許多計算機也開始使用新的IPv6地址系統。以下是這兩種地址類型的含義：

• IPv4使用32個二進制位在網絡上創建單個唯一地址。IPv4地址由四個數字表示，用點分隔。每個數字都是十進制(以10為基底)表示的八位二進制(以2為基底)數字，例如：216.27.61.137。
• IPv6使用128個二進制位在網絡上創建一個唯一地址。IPv6地址由八組十六進制（以16為基數）數字表示，這些數字由冒号分隔，如2001:cdba:0000:0000:0000:0000:0000:3257:9652所示。為了節省空間，通常省略包含所有零的數字組，留下冒号分隔符來标記空白(如2001:cdba::3257:9652)。

在IPv4地址出現之初，互聯網還沒有像今天這樣引起商業轟動，大多數網絡都是私有的，并且與世界上其他網絡隔絕。當互聯網爆發式增長，隻有32位來識别一個獨特的互聯網地址感覺有點不夠用，這讓人們擔心我們的IP地址會用完。在IPv4下，有232種可能的組合，提供了将近43億個唯一地址。IPv6将其提升到2128個可能的組合。

你的電腦如何得到它的IP地址？IP地址可以是動态的，也可以是靜态的。靜态地址是通過編輯計算機的網絡設置來配置自己的地址。這種類型的地址很少見，如果在不了解TCP/IP的情況下使用它，可能會造成網絡問題。動态地址是最常見的。它們由運行在網絡上的服務動态主機配置協議(DHCP)分配。DHCP通常運行在網絡硬件上，如路由器或專用的DHCP服務器。

動态IP地址是使用租賃系統發出的，這意味着IP地址隻在有限的時間内有效。如果租約到期，計算機将自動請求新的租約。有時，這意味着計算機也将獲得一個新的IP地址，特别是在計算機在租約之間斷開網絡連接的情況下。這個過程通常對用戶是透明的，除非計算機警告網絡上的IP地址沖突(兩台具有相同IP地址的計算機)。地址沖突很少見，而今天的技術通常會自動修複問題。

IP類

在前面，您了解到IPv4地址表示四個8位二進制數字。這意味着每個數字可以是二進制的00000000到11111111，或者十進制的0到255(以10為基數)。換句話說，可以從0.0.0.0到255.255.255.255。但是，這個範圍内的一些數字是為TCP/IP網絡上的特定目的保留的。這些保留由TCP/IP尋址權威機構Internet Assigned Numbers authority (IANA)識别。四項具體保留包括：

• 0.0.0.0——這表示默認網絡，這是連接到TCP/IP網絡的抽象概念。
• 255.255.255.255——此地址是為網絡廣播或應發送到網絡上所有計算機的消息保留的。
• 127.0.0.1——這被稱為環回地址，即您的計算機識别自身的方式，不管它是否有分配的IP地址。
• 169.254.0.1到169.254.255.254——這是計算機從DHCP服務器獲取地址失敗時自動分配的專用IP地址（APIPA）範圍。

其他IP地址保留用于子網類。子網是通過路由器連接到較大網絡的較小計算機網絡。子網可以有自己的地址系統，因此同一子網中的計算機可以快速通信，而無需通過更大的網絡發送數據。以下是預留給子網的IP地址：

• 10.0.0.0到10.255.255.255——這屬于1.0.0.0到127.0.0.0的A類地址範圍，其中第一位為0。
• 172.16.0.0至172.31.255.255——這屬于128.0.0.0至191.255.0.0的B類地址範圍，其中前兩位為10。
• 192.168.0.0到192.168.255.255——這屬于192.0.0.0到223.255.255.0的C類範圍，其中前三位是110。
• 多播（以前稱為D類）——地址的前四位是1110，地址範圍是224.0.0.0到239.255.255.255。
• 預留作日後/實驗用途(以前稱為E類)——地址240.0.0.0至254.255.255.254。

前三個（在類A、B和C中）是最常用于創建子網的。稍後，我們将看到子網如何使用這些地址。IANA概述了Internet工程任務組（IETF）文檔RFC5771中多播地址的具體用途。但是，自從1989年在其RFC1112文件中保留了該塊之後，它還沒有為E類地址指定用途或未來計劃。在ipv6之前，互聯網上充滿了關于IANA是否應該發布E類以供一般使用的争論。

互聯網地址和子網

以下是在ISP連接和計算機之間使用路由器（無線或有線）時，您在家中計算機上可能擁有的子網IP地址的示例：

• IP地址：192.168.1.102
• 子網掩碼：255.255.255.0
• 為網絡标識保留24位（3個八位字節）
• 為節點保留八位（一個八位字節）
• 基于子網掩碼的子網标識（第一個地址）：192.168.1.0
• 子網的保留廣播地址（最後一個地址）：192.168.1.255
• 同一網絡上的地址示例：192.168.1.1、192.168.1.103
• 示例地址不在同一網絡上：192.168.2.1、192.168.2.103

除了保留IP地址外，IANA還負責将IP地址塊分配給某些實體，通常是商業或政府組織。您的Internet服務提供商（ISP）可能是這些實體中的一個，也可能是這些實體控制下更大的塊的一部分。為了讓您連接到Internet，您的ISP将為您分配一個地址。您可以在這裡看到完整的IANA分配和IPv4地址保留列表。

如果隻将一台計算機連接到Internet，則該計算機可以使用ISP提供的地址。然而，今天許多家庭使用路由器在多台計算機之間共享一個因特網連接。無線路由器近年來特别流行，避免了在房間之間鋪設網絡電纜的需要。

如果使用路由器共享Internet連接，路由器将直接從ISP獲得IP地址。然後，它為連接到該路由器的所有計算機創建和管理子網。如果您的計算機地址屬于前面列出的保留子網範圍之一，您将通過路由器而不是直接連接到Internet。

子網上的IP地址有兩部分：網絡和節點。網絡部分标識子網本身。節點，也稱為主機，是連接到網絡并需要唯一地址的單個計算機設備。每台計算機都知道如何使用子網掩碼将IP地址的兩部分分開。子網掩碼看起來有點像IP地址，但實際上它隻是一個過濾器，用于确定IP地址的哪一部分指定了網絡和節點。

子網掩碼由一系列1位和一系列0位組成。1位表示應該屏蔽IP地址中的網絡位，隻顯示标識該網絡上唯一節點的那些位。在IPv4标準中，最常用的子網掩碼具有完整的1和0的八位元，如下所示:

• 255.0.0.0.0=11111111.00000000.00000000.00000000=8位用于網絡，24位用于節點
• 255.255.0.0=11111111.11111111.00000000.00000000=16位用于網絡，16位用于節點
• 255.255.255.0=11111111.11111111.11111111.00000000=24位用于網絡，8位用于節點。

建立大型網絡的人員根據所需子網或節點的數量确定哪個子網掩碼最有效。對于更多的子網，使用更多的位作為網絡；對于每個子網的更多節點，使用更多的位作為節點。這可能意味着使用非标準的遮罩值。例如，如果要對網絡使用10位，對節點使用22位，則子網掩碼值将需要在第二個八位字節中使用11000000，從而導緻子網掩碼值為255.192.0.0。

關于子網中的IP地址，需要注意的另一個重要事項是保留第一個和最後一個地址。第一個地址标識子網本身，最後一個地址标識該子網上系統的廣播地址。

将計算機添加到網絡時，該計算機使用四步過程從DHCP獲取IP地址：

• 發現——計算機在網絡上發送廣播消息，希望發現一個DHCP服務提供商。
• 提供——每個DHCP提供程序都會聽到消息，識别計算機的唯一硬件地址，并向該計算機發回一條消息，提供其服務。
• 請求—計算機從提供的服務中選擇一個DHCP提供程序，然後向該提供程序發送請求IP地址分配的請求。
• 确認——目标DHCP提供程序确認請求，并向計算機發出一個IP地址，該地址與網絡上當前活動的任何其他IP地址都不匹配。

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