网际协议IP(IPv4)详解

网际协议IP(IPv4)详解 一、IP协议概述 Internet Protocol (IP) 是TCP/IP体系中网络层的主要协议，主要完成以下两个核心任务： 对传输层的数据进行封装 将封装后的数据从源地址转发到目的地址 IP协议的主要功能包括： 寻址路由 封包解包 二、IP地址基础 1. IP地址格式 IPv4地址由 32位二进制数 组成，通常采用" 点分十进制法 "表示： 每八位二进制数为一组，将32位的IP地址分为4组 将每组二进制数转换为十进制数 用"."将四组十进制数隔开 示例： 11000000 10101000 00000000 00000001 → 192.168.0.1 2. IP地址结构 IPv4地址由 网络号+主机号 组成： 网络号 ：标明设备连接的网络，在互联网中唯一 主机号 ：标明设备本身，在网络范围内唯一 类比：寄快递时，"北京朝阳区"相当于网络号，"具体地址"相当于主机号 三、IP地址分类 根据前几位类别位，IPv4地址分为五类： | 类别 | 类别位 | 网络号长度 | 主机号长度 | 地址范围 | |------|--------|------------|------------|----------| | A类 | 0 | 8位 | 24位 | 0.0.0.0 ~ 127.255.255.255 | | B类 | 10 | 16位 | 16位 | 128.0.0.0 ~ 191.255.255.255 | | C类 | 110 | 24位 | 8位 | 192.0.0.0 ~ 223.255.255.255 | | D类 | 1110 | 无 | 无 | 224.0.0.0 ~ 239.255.255.255 | | E类 | 1111 | 无 | 无 | 240.0.0.0 ~ 255.255.255.255 | 说明： ABC三类为单播地址（最常用） D类为多播地址 E类保留为今后使用 四、特殊IP地址 1. 一般不能使用的IP地址 符合以下情况之一的IP地址通常不使用： 网络号为全0 ：表示本网络 主机号为全0 ：表示本主机连接的网络地址 主机号为全1 ：表示这个网络中的所有主机 示例： 128.128.255.255 ：主机号为全1，表示网络 128.128.0.0 上的所有主机 128.128.0.0 ：主机号为全0，表示网络地址 128.128.0.0 0.0.0.128 ：网络号为全0，表示本网络上主机号为128的主机 2. 特殊IP段 (1) 127.0.0.0网段 称为 本地环回地址 用于同一设备不同服务之间的通信 发送给这些IP地址的数据都会返回给本机 最常用的是 127.0.0.1 域名 localhost 也指向此地址 (2) 169.254.0.0网段 称为 本地链路地址 当DHCP分配失败时自动分配 只能与同一物理链路中的设备通信 (3) 0.0.0.0 表示"本地计算机上的所有IPv4地址" 服务器监听此地址时，可通过所有本地IP访问 五、专用网络（私有地址） RFC1918定义的 私有地址 范围，这些地址： 在专用网络外不能路由 不能直接与公共网络通信 可通过NAT实现与互联网通信 私有地址范围： | 类别 | 地址范围 | |------|----------| | A类 | 10.0.0.0 ~ 10.255.255.255 | | B类 | 172.16.0.0 ~ 172.31.255.255 | | C类 | 192.168.0.0 ~ 192.168.255.255 | 典型应用：家庭/企业局域网内部使用的IP地址（如路由器分配的 192.168.x.x 地址） 六、关键知识点总结 IPv4地址是 32位二进制数 ，常用 点分十进制 表示 IPv4地址由 网络号+主机号 组成 IPv4地址分为 ABCDE五类 ，其中ABC三类最常用 特殊IP地址 包括： 网络号/主机号为全0或全1的地址 127.0.0.0环回地址 169.254.0.0本地链路地址 0.0.0.0表示所有本地地址 私有地址 用于内部网络，通过NAT与互联网通信