1、IP地址是什么？

2、那么，我们为什么要使用IP地址呢？

这是因为网卡内置的固定MAC地址无法在地址空间中引入逻辑结构，导致无法有一个真实的地址来表示国家、省、市、区、街、路、号的级别。因此，为了传输数据，必须使用逻辑和分层寻址方案来组织网络，这就是IP地址。

3、IP地址表示

IP地址长32位，由4个字节组成。为了方便读写，IP地址通常用点分十进制数字表示。

点分十进制表示法

IP地址的表示可以帮助我们更好的使用和配置网络，但是通信设备在计算IP地址时使用的是二进制运算方式，所以需要掌握十进制和二进制之间的转换运算。

IPv4地址范围

000000000000000000000000000000001 ~ 1111111111111111，也就是0 . 0 . 0 . 0 ~ 255。59616 . 9676676606

4、ip地址格式

网络部分(网络号):用于识别网络。

IP地址不能反映主机所在位置的任何地理信息，只有网络号字段才能确定主机属于哪个网络。

对于具有相同网络号的设备，不管其实际物理位置如何，它们都在同一网络中。

主机部分(主机号):用于区分网络中的不同主机。

网络掩码，又称子网掩码):

网络掩码为32位，与IP地址的数量相同，通常用点分十进制数表示。

网络掩码不是IP地址。在二进制表示中，它是一串连续的1后面跟着一串连续的0。

网络掩码中1的数量通常称为该网络掩码的长度。例如，掩码0.0.0.0的长度为0，掩码252.0.0.0的长度为6。

网络掩码一般与IP地址结合使用，其中值为1的位对应IP地址中的网络位；值为0的位对应于IP地址中的主机位，这有助于我们识别IP地址中的网络位和主机位。也就是说，网络掩码中1的个数是IP地址的网络号的位数，0的个数是IP地址的主机号的位数。

5、IP地址分类

A、B、C、D和E的类别字段分别是二进制数0、10、110、1110和1111。通过网络号字段的前几位来区分IP地址是最简单的方法。

A类、B类、C类为单播IP地址(部分特殊地址除外)，只能给主机接口分配这三类地址。

d类地址属于多播IP地址。

E类地址专门用于特殊的实验目的。

在本节中，只涉及三种类型的地址，A、B和C。

a、b和c类地址的比较：

使用A类地址的网络称为A类网络；使用B类地址的网络称为B类网络；具有C类地址的网络称为C类网络。

A类网络的网络号是8bit，很小，但是允许的主机接口数量很大。第一位恒定为0，地址空间为0.0.0 ~ 127.255.255.255。

B类网络的网络号为16bit，介于A类和C类网络之间。前两位始终为10，地址空间为：128.0.0.0~191.255.255.255。

C类网络的网络号是24bit，很大，但是允许的主机接口数量很少。前三位是110，地址空间是：192.0.0.0~223.255.255.255。

注意：

主机，通常指路由器和计算机的总称。主机接口的IP地址通常简称为主机IP地址。

组播地址：组播可以实现一对多的消息传递。

6、IP报文格式

公共IP地址：IP地址由IANA统一分配，以确保任何IP地址在互联网上的唯一性。这里的IP地址指的是公有IP地址。

私网IP地址：其实有些网络是不需要连接互联网的，比如大学封闭实验室里的网络，只要同一个网络里的网络设备IP地址不冲突就行。在IP地址空间中，A、B、C三类地址中的每一类都预留了一些地址，称为私网IP地址。

A类：10.0.0 ~ 10.255.255.255

B类：172.10.0.0~172.3

C类：192.168.0.0~192.168.255.255

255.255.255.255

这个地址称为有限广播地址，它可以作为一个IP报文的目的IP地址使用。

路由器接收到目的IP地址为有限广播地址的IP报文后，会停止对该IP报文的转发。

0.0.0.0

如果把这个地址作为网络地址，它的意思就是“任何网络”的网络地址；如果把这个地址作为主机接口地址，它的意思就是“这个网络上主机接口”的IP地址。

例如：当一个主机接口在启动过程中尚未获得自己的IP地址时，就可以向网络发送目的IP地址为有限广播地址、源IP地址为0.0.0.0的DHCP请求报文，希望DHCP服务器在收到自己的请求后，能够给自己分配一个可用的IP地址。

127.0.0.0/8

这个地址为环回地址，它可以作为一个IP报文的目的IP地址使用。其作用是测试设备自身的软件系统。

一个设备产生的、目的IP地址为环回地址的IP报文是不可能离开这个设备本身的。

169.254.0.0/16

如果一个网络设备获取IP地址的方式被设置成了自动获取方式，但是该设备在网络上又没有找到可用的DHCP服务器，那么该设备就会使用169.254.0.0/16网段的某个地址来进行临时通信。

注：DHCP(DynamicHostConfigurationProtocol)，动态主机配置协议，用于动态分配网络配置参数，如IP地址。

7、ipv4和ipv6

我们目前常说的IP地址指的是IPV4地址，但IPv4可用地址有限，在2011年2月3日，IANA已经宣布将其最后的468万个IPv4地址平均分配到全球5个RIR（RegionalInternetRegistry，区域互联网注册管理机构），此后IANA再没有可分配的IPv4地址。

NAT技术的应用，缓解了IPv4地址不足产生的问题，但是部署IPv6是解决IPv4地址不足的最终方案。当前世界上不同地区对部署IPv6的需求强烈程度不一，且当前IPv4网络仍然占主流地位，因此短时间内IPv6和IPv4将会共存。

IPV6的优势：