IP地址详解

IP地址详解（技术向）

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一、核心定义

IP地址（Internet Protocol Address）是 网络层逻辑地址，用于在网络中唯一标识设备。本质上是 32位（IPv4）或128位（IPv6）二进制数。

• 本机的地址为127.0.0.1，主机名：localhost
• 192.168.0.0-192.168.255.255为私有地址，属于非注册地址，专门为组织机构内部使用

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二、IPv4地址结构（重点）

1. 基本表示

# 二进制原始形式
11000000.10101000.00000001.00000001  # 32位# 点分十进制（人类可读）
192.168.1.1                          # 4个8位段（octet）

2. 地址组成

┌───────────────┬────────────────┐
│  网络标识（NetID） │ 主机标识（HostID）  │
└───────────────┴────────────────┘

• 网络部分：标识所属网络（类似区号）
• 主机部分：标识具体设备（类似电话号码）

3. 地址分类（传统方式）

类别	首字节范围	网络/主机划分	可用网络数	每个网络主机数	保留地址示例
A类	1-126	前8位网络/后24位主机	126	16,777,214	10.0.0.0（私有）
B类	128-191	前16位网络/后16位主机	16,384	65,534	172.16.0.0
C类	192-223	前24位网络/后8位主机	2,097,152	254	192.168.0.0
D类	224-239	组播地址	-	-	224.0.0.9（OSPF）
E类	240-255	实验保留	-	-	-

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三、现代寻址方案（CIDR）

1. 无类域间路由（Classless Inter-Domain Routing）

• 格式：IP地址/前缀长度
  例：192.168.1.0/24
• 子网掩码计算：

  # /24对应子网掩码
  11111111.11111111.11111111.00000000 -> 255.255.255.0
  

2. 地址规划示例

给定地址：172.16.0.0/16
需求：划分8个子网计算过程：
1. 需要3位子网位（2^3=8）
2. 新掩码：/19 (16+3)
3. 每个子网地址块：172.16.0.0/19172.16.32.0/19...172.16.224.0/19
4. 每个子网可用主机数：2^(32-19)-2 = 8,190

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四、IPv6地址（新一代协议）

1. 核心特征

• 128位地址空间（3.4×10^38个地址）
• 十六进制表示（冒号分隔）
• 示例：2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334
• 例子中，20代表一个字节，其中2001，是两个字节。总长度为十六个字节

2. 地址压缩规则

# 前导零压缩
2001:0db8:02de::0e13 → 2001:db8:2de::e13# 连续零段压缩
2001:0000:0000:0000:0000