IP地址：IPv4标准概述及划分规则

2023-10-22 理论教育版权反馈

【摘要】：目前IP地址使用IPv4标准，长度为32位。IP地址表示为1个32位的无符号数，按字节分为4段，每个字节用十进制表示，并且各字节之间用点号“.”隔开，即IP地址采用“点分十进制”表示法。所以，A类IP地址第一字节允许的取值范围为1～126。A类IP地址的范围是1.0.0.0到126.255.255.255。B类IP地址的范围是128.0.0.0到191.255.255.255。C类IP地址的范围是192.0.0.0到223.255.255.255。利用子网掩码可以将IP地址划分成网络号和主机号两部分。

Internet使用TCP/IP协议实现了全球范围内的计算机网络的互联，连接到Internet的每一台主机都有一个IP地址。IP地址（Internet Protocol Address）是一种在Internet上给主机编址的方式，也称为“网际协议地址”。IP地址是识别网络设备的一串数字，可以被指定给网络计算机、服务器、外设和设备。目前IP地址使用IPv4标准，长度为32位。近些年来由于互联网的蓬勃发展，IP位址的需求量越来越大，全球公用IPv4地址在2011年初已经全部分配完毕。下一代互联网将会采用IPv6标准，其IP地址长度为128位。

1）IP地址的组成

IP地址通常划分成两部分，第一部分指定网络的地址，即网络号；第二部分指定主机的地址，即主机号。网络号的位数直接决定了可以分配的网络数，主机号的位数则决定了网络中最大的主机数。IP地址表示为1个32位的无符号数，按字节分为4段，每个字节用十进制表示，并且各字节之间用点号“.”隔开，即IP地址采用“点分十进制”表示法。在这种格式下，每字节以十进制记录，从0到255。例如，十六进制地址C0290614被记为192.41.6.20。每个接入因特网的主机和路由器都有一个IP地址（路由器可有多个IP地址），它包括网络号和主机号，其中网络号由网络信息中心（Network Information Center，NIC）分配，以避免冲突。

IP地址的格式为：

IP地址＝网络号＋主机号

2）IP地址的类型

由于整个互联网所包含的网络规模可能比较大，也可能比较小，所以将IP地址空间划分成不同的类别，每一类具有不同的网络号位数和主机号位数。IP地址分为A、B、C、D、E 5类，其中A、B、C是基本类，分别适用于大型网络、中型网络、小型网络；D、E类作为多播和保留使用，如图4.19所示。常用的是B和C两类。

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图4.19 IP地址的类型

（1）A类IP地址

A类IP地址的最高位为0，分别为网络号和主机号分配了8个和24个二进制位。A类IP地址中共有128（27）个网络，但实际可用的只有126个，因为0和127要用作保留地址。如：127.0.0.1可以代表本机IP地址，用“http：//127.0.0.1”就可以测试本机中配置的Web服务器。所以，A类IP地址第一字节允许的取值范围为1～126。

Internet中有一些特殊的IP地址。主机号全为0的IP地址是当前网络的网络地址，例如30.0.0.0代表网络号为30的一个A类网络。主机号全为1的IP地址是广播地址，代表该网络中的所有主机，当利用广播地址发送IP分组时，分组会发送给该网络中的所有主机，例如30.255.255.255代表网络号为30的网络中的所有主机。所以，每个A类网络支持的最大主机数为1 600多万（16 777 214，即224－2）台。A类IP地址的范围是1.0.0.0到126.255.255.255。

（2）B类IP地址

B类IP地址的最高两位为10，为网络号和主机号都分配了16个二进制位。B类IP地址的第一字节允许的取值范围为128～191（128＋26－1）。B类IP地址中共有16 384（214）个网络，但实际可用的只有16 383（214－1）个。每个B类网络支持的最大主机数为65 534（216－2）台。B类IP地址的范围是128.0.0.0到191.255.255.255。

（3）C类IP地址(www.chuimin.cn)

C类IP地址的最高位为110，分别为网络号和主机号分配了24个和8个二进制位。C类IP地址的第一字节允许的取值范围为192～223（192＋25－1）。C类IP地址中共有200多万（221＝2 097 152）个网络，但实际可用的只有2 097 151（221－1）个。每个C类网络支持的最大主机数为254（28－2）台。C类IP地址的范围是192.0.0.0到223.255.255.255。

在前三种类型的IP地址里，各保留了三个区域作为私有地址。私有地址（private address）属于非注册地址，专门为组织机构内部所使用，其地址范围如下：

A类地址：10.0.0.0～10.255.255.255

B类地址：172.16.0.0～172.31.255.255

C类地址：192.168.0.0～192.168.255.255

（4）D类IP地址

D类IP地址的最高位为1110，在IP多路复用组中使用。

（5）E类IP地址

E类IP地址最高位为1111，保留至将来使用。

3）子网掩码（subnet mask）

子网掩码不能单独存在，它必须结合IP地址一起使用。利用子网掩码可以将IP地址划分成网络号和主机号两部分。子网掩码是一种用来指明一个IP地址的哪些位标识的是主机所在的子网以及哪些位标识的是主机的位掩码。

子网掩码分为两类，一类是缺省（自动生成）子网掩码，一类是自定义子网掩码。缺省子网掩码即指未划分子网，对应的网络号的位都置1，主机号的位都置0。A类网络的缺省子网掩码为255.0.0.0，B类网络的缺省子网掩码为255.255.0.0，C类网络的缺省子网掩码为255.255.255.0。

自定义子网掩码是将一个网络划分为几个子网，需要每一段使用不同的网络号或子网号，可以认为是将主机号分为两个部分：子网号和子网主机号，即子网划分后的IP地址＝网络号＋子网号＋子网主机号。在划分子网后，IP地址中以前的主机号位的一部分给了子网号，余下的是子网主机号。利用子网掩码可以判断两台主机是否在同一子网中。若两台主机的IP地址分别与它们的子网掩码进行逻辑与运算后的结果相同，则说明这两台主机在同一个子网中，这两台主机在交换信息时就不需要通过路由器进行。

IP地址：IPv4标准概述及划分规则

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