2023年11月27日发(作者：)
IP地址
IP协议
是为计算机网络相互连接进行通信而设计的协议。在因特网中，它是能使连
接到网上的所有计算机网络实现相互通信的一套规则，规定了计算机在因特网上
进行通信时应当遵守的规则。任何厂家生产的计算机系统，只要遵守IP协议就
可以与因特网互连互通。各个厂家生产的网络系统和设备，如以太网、分组交换
网等，它们相互之间不能互通，不能互通的主要原因是因为它们所传送数据的基
本单元（技术上称之为“帧”）的格式不同。IP协议实际上是一套由软件程序组
成的协议软件，它把各种不同“帧”统一转换成“IP数据报”格式，这种转换是
因特网的一个最重要的特点，使所有各种计算机都能在因特网上实现互通，即具
有“开放性”的特点。正是因为有了IP协议，因特网才得以迅速发展成为世界
上最大的、开放的计算机通信网络。因此，IP协议也可以叫做“因特网协议”。
IP地址
IP协议中还有一个非常重要的内容，那就是给因特网上的每台计算机和其它
设备都规定了一个唯一的地址，叫做“IP地址”。由于有这种唯一的地址，才保
证了用户在连网的计算机上操作时，能够高效而且方便地从千千万万台计算机中
选出自己所需的对象来。
IP地址就像是我们的家庭住址一样，如果你要写信给一个人，你就要知道他
（她）的地址，这样邮递员才能把信送到。计算机发送信息就好比是邮递员，它
必须知道唯一的“家庭地址”才能不至于把信送错人家。只不过我们的地址是用
文字来表示的，计算机的地址用二进制数字表示。
IP地址被用来给Internet上的电脑一个编号。大家日常见到的情况是每台
联网的PC上都需要有IP地址，才能正常通信。我们可以把“个人电脑”比作“一
台电话”，那么“IP地址”就相当于“电话号码”，而Internet中的路由器，
就相当于电信局的“程控式交换机”。
IP地址是一个32位的二进制数，通常被分割为4个“8位二进制数”（也就
是4个字节）。IP地址通常用“点分十进制”表示成（d）的形式，其中，
a,b,c,d都是0~255之间的十进制整数。例：点分十进IP地址（100.4.5.6），
实际上是32位二进制数（01100100.00000100.00000101.00000110）。
IP地址类型
公有地址 公有地址（Public address）由Inter NIC（Internet Network
Information Center因特网信息中心）负责。这些IP地址分配给注册并向Inter
NIC提出申请的组织机构。通过它直接访问因特网。 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使用。 以下列出留用的内部私
有地址 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
最初设计互联网络时，为了便于寻址以及层次化构造网络，每个IP地址包括
两个标识码（ID），即网络ID和主机ID。同一个物理网络上的所有主机都使用
同一个网络ID，网络上的一个主机（包括网络上工作站，服务器和路由器等）有
一个主机ID与其对应。Internet委员会定义了5种IP地址类型以适合不同容量
的网络，即A类~E类。
其中A、B、C3类（如下表格）由InternetNIC在全球范围内统一分配，D、E
类为特殊地址。
单个网段
类别 最大网络数 IP地址范围 最大主机
数
A 126（2^7-2) 1.0.0.1-127.255.255.254 16777214 10.0.0.0-10.255.255.255
B 16384(2^14) 65534
C 2097152(2^21) 254
128.0.0.0-191.255.255.25
5
192.0.0.0-223.255.255.25
5
172.16.0.0-172.31.255.255
192.168.0.0-192.168.255.255
私有IP地址范围
A类IP地址
一个A类IP地址是指， 在IP地址的四段号码中，第一段号码为网络号码，
剩下的三段号码为本地计算机的号码。如果用二进制表示IP地址的话，A类IP
地址就由1字节的网络地址和3字节主机地址组成，网络地址的最高位必须是
“0”。A类IP地址中网络的标识长度为8位，主机标识的长度为24位，A类网
络地址数量较少，有126个网络，每个网络可以容纳主机数达1600多万台。
A类IP地址 地址范围1.0.0.1到126.255.255.254 （二进制表示为：
[2]
00000001 00000000 00000000 00000001 - 01111111 11111111 11111111
11111110）。最后一个是广播地址。
B类IP地址
一个B类IP地址是指，在IP地址的四段号码中，前两段号码为网络号码。
如果用二进制表示IP地址的话，B类IP地址就由2字节的网络地址和2字节主
机地址组成，网络地址的最高位必须是“10”。B类IP地址中网络的标识长度为
16位，主机标识的长度为16位，B类网络地址适用于中等规模的网络，有16384
个网络，每个网络所能容纳的计算机数为6万多台。
B类IP地址地址范围128.0.0.1-191.255.255.254 （二进制表示为：
[1]
10000000 00000000 00000000 00000001----10111111 11111111 11111111
11111110）。 最后一个是广播地址。
B类IP地址的子网掩码为255.255.0.0，每个网络支持的最大主机数为256
的2次方-2=65534台。
C类IP地址
一个C类IP地址是指，在IP地址的四段号码中，前三段号码为网络号码，
剩下的一段号码为本地计算机的号码。如果用二进制表示IP地址的话，C类IP
地址就由3字节的网络地址和1字节主机地址组成，网络地址的最高位必须是
“110”。C类IP地址中网络的标识长度为24位，主机标识的长度为8位，C类
网络地址数量较多，有209万余个网络。适用于小规模的局域网络，每个网络最
多只能包含254台计算机。209*254
C类IP地址范围192.0.0.1-223.255.255.254 （二进制表示为:
[1]
11000000 00000000 00000000 00000001 - 11011111 11111111 11111111
11111110）。
C类IP地址的子网掩码为255.255.255.0，每个网络支持的最大主机数为
256-2=254台
D类IP地址
D类IP地址在历史上被叫做多播地址(multicast address)，即组播地址。
在以太网中，多播地址命名了一组应该在这个网络中应用接收到一个分组的站点。
多播地址的最高位必须是“1110”，范围从224.0.0.0到239.255.255.255。
特殊的网址
1. 每一个字节都为0的地址（“0.0.0.0”）对应于当前主机；
2. IP地址中的每一个字节都为1的IP地址（“255．255．255．255”）
是当前子网的广播地址；
3. IP地址中凡是以“11110”开头的E类IP地址都保留用于将来和实验
使用。
4. IP地址中不能以十进制“127”作为开头，该类地址中数字127．0．0．1
到127．255．255．255用于回路测试，如：127.0.0.1可以代表本机IP
地址，用“127.0.0.1”就可以测试本机中配置的Web服务器。
5. 网络ID的第一个6位组也不能全置为“0”，全“0”表示本地网络。
子网
引入子网掩码(NetMask)，从逻辑上把一个大网络划分成一些小网络。子网掩
码是由一系列的1和0构成，通过将其同IP地址做“与”运算来指出一个IP地
址的网络号是什么。对于传统IP地址分类来说，A类地址的子网掩码是255.0.0.0；
B类地址的子网掩码是255.255.0.0；C类地址的子网掩码是255.255.255.0。例
如，如果要将一个B类网络166.111.0.0划分为多个C类子网来用的话，只要将
其子网掩码设置为255.255.255.0即可，这样166.111.1.1和166.111.2.1就分
属于不同的网络了。像这样，通过较长的子网掩码将一个网络划分为多个网络的
方法就叫做划分子网(Subnetting)。
[1]
超网
超网(Supernetting)是同子网类似的概念，它通过较短的子网掩码将多个小
网络合成一个大网络。例如，一个单位分到了8个C类地址：202.120.224.0 ～
202.120.231.0，只要将其子网掩码设置为255.255.248.0，就能使这些C类网络
相通。
无类间路由
无类域间路由(CIDR，Classless Inter-Domain Routing)地址根据网络拓扑
来分配，可以将连续的一组网络地址分配给一家公司，并使整组地址作为一个网
络地址(比如使用超网技术)，在外部路由表上只有一个路由表项。这样既解决了
地址匮乏问题，又解决了路由表膨胀的问题。另外，CIDR还将整个世界分为四个
地区，给每个地区分配了一段连续的C类地址，分别是：欧洲(194.0.0.0～
195.255.255.255)、北美(198.0.0.0～199.255.255.255)、中南美(200.0.0.0～
201.255.255.255)和亚太(202.0.0.0～203.255.255.255)。这样，当一个亚太地
区以外的路由器收到前8位为202或203的数据报时，它只需要将其放到通向亚
太地区的路由即可，而对后24位的路由则可以在数据报到达亚太地区后再进行
处理，这样就大大缓解了路由表膨胀的问题。
IP地址的分配
TCP/IP协议需要针对不同的网络进行不同的设置，且每个节点一般需要一个
“IP地址”、一个“子网掩码”、一个“默认网关”。不过，可以通过动态主机
配置协议（DHCP），给客户端自动分配一个IP地址，避免了出错，也简化了TCP/IP
协议的设置。
IP地址现由因特网名字与号码指派公司ICANN（Internet Corporation for
Assigned Names and Numbers）分配。
InterNIC：负责美国及其他地区；
ENIC：负责欧洲地区；
APNIC（Asia Pacific Network Information Center）： 我国用户可向APNIC
申请（要缴费）
PS：1998年，APNIC的总部从东京搬迁到澳大利亚布里斯班。
负责A类IP地址分配的机构是ENIC
负责北美B类IP地址分配的机构是InterNIC
负责亚太B类IP地址分配的机构是APNIC
IP地址管理
倘若不能对IP地址进行有效管理，可能会造成降低了网络可用性与服务质量，
严重甚至会导致网络崩溃。
[3]
以下是之中主要的IP地址管理模式：
手工管理模式
网络管理人员对Excel表格或地址登记簿进行维护是使用 手工维护，对某
IP地址是不是能有效使用进行查询验证使借助简单PING命令，当对IP进行新分
配之后，对Excel表格或地址登记簿需要进行更新运用手工方式。运用手工方式
在接入端对静态IP地址进行配置，这就是传统手工管理IP模式。
DHCP分配IP地址的管理模式
DHCP动态分配IP地址的模式的出现是因为信息系统规模是在变大，对于实
际业务需要，手工分配 IP地址的模式已经满足不了了。这样的方式会给网络带
来下面一些问题：
1）对IP地址进行随机分配使用DHCP分配的管理模式，各位工作人员使用电
脑指定单一IP地址，实现不了相关部门分配、绑定IP/MAC地址和审计等措施的
要求；
2）使用过高CPU与系统挂断的情况，或用户的数量会大增，DHCP请求过高
这些情况是因为使用了非专用DHCP服务器最终造成出现不及时的相应与出现中
断服务的现象；
3）不能自动释放租约到期的IP地址；无法自动清除记录 IP冲突的表格，
这是因为一些网络设备的硬件的设置的规定；
4）对传统DHCP功能而言缺乏外来用户授权与认证安全机制，这样一来，对
MAC地址进行恶意伪造的行为是不能做到阻止，也就会用尽IP地址；
5）对网络管理员而言，网络扩容工程的过程比较繁杂琐碎；
6）准确定位非法接入设备的大量检索工作量也是存在这种管理模式；
7）安全性能低，很容易被攻击
[3]
通过交换机管理IP 地址模式
在局域网内，使用的方式是创新的，借助交换机内部集成的安全特性对IP
地址进行有效管理的模式。知识按照安全措施来自认证（如IEEE802.1x）与访问
控制列表对于前文提及的来自网络第2层即数据链路层的安全攻击（DHCP服务器
欺骗 攻击、IP/MAC地址欺骗、MAC地址的泛滥攻击等等）是不能起到阻止的。
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