IP 地址基础知识
本文背景：IPv4
IP 地址基本格式
管理 IP 地址的机构
| 顶级 | 洲级 | 国家级 | ISP |
|---|---|---|---|
| ICANN | ARIN（北美） | ||
| RIPE（欧洲） | |||
| APNIC（亚太地区） | CNNIC | 中国电信集团公司、中国联合通信有限公司、中国移动通信集团公司、中国网络通信集团公司、中国教育和科研计算机网、国家政务外网管理中心、铁道通信信息有限责任公司等 | |
| LACNIC（拉丁美洲） | |||
| AFEINIC（非洲地区） |
IP 地址分类
公有地址
|
类别
|
最大网络数
|
网络 ID & 主机 ID
|
IP地址范围
|
子网掩码
|
网络号
|
广播地址
|
最大主机数
|
私有IP地址范围
|
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
|
A
|
126（2^7-2)
|
0wwwwwww.XXX.YYY.ZZZ |
0.0.0.0-127.255.255.255
|
255.0.0.0 | 0wwwwwww.0.0.0 | 0wwwwwww.255.255.255 |
16777214
|
10.0.0.0-10.255.255.255
|
|
B
|
16384(2^14)
|
10wwwwww.XXX.YYY.ZZZ | 128.0.0.0-191.255.255.255 | 255.255.0.0 | 10wwwwww.XXX.0.0 | 110wwwwww.XXX.255.255 |
65534
|
172.16.0.0-172.31.255.255 |
|
C
|
2097152(2^21)
|
110wwwww.XXX.YYY.ZZZ | 192.0.0.0-223.255.255.255 | 255.255.255.0 | 110wwwww.XXX.YYY.0 | 110wwwww.XXX.YYY.255 |
254
|
192.168.0.0-192.168.255.255 |
| D | 多播地址/组播地址 | 1110wwww.XXX.YYY.ZZZ | 224.0.0.0-239.255.255.255 | |||||
| E | 保留地址 | 11110www.XXX.YYY.ZZZ | 240.0.0.0-255.255.255.255 |
私有地址
|
名字
|
类别
|
网络 ID & 主机 ID
|
IP地址范围
|
最大主机数
|
|---|---|---|---|---|
| 24位块 |
A
|
00001010.XXX.YYY.ZZZ |
10.0.0.0-10.255.255.255
|
16777214
|
| 20位块 |
B
|
10101100.00010000.YYY.ZZZ | 172.16.0.0-172.31.255.255 |
65534
|
| 16位块 |
C
|
11000000.10101000.YYY.ZZZ | 192.168.0.0-192.168.255.255 |
254
|
特殊地址
|
CIDR地址块
|
描述
|
参考资料
|
备注
|
|---|---|---|---|
| 0.0.0.0/8 | 本网络（仅作为源地址时合法） | RFC 5735 | |
| 10.0.0.0/8 | 专用网络 | RFC 1918 | |
| 127.0.0.0/8 | 环回 | RFC 5735 | |
| 169.254.0.0/16 | 链路本地 | RFC 3927 | 不可路由，也不可作为公共网络上报文的源或目的地址。链路本地地址主要被用于地址自动配置：当主机不能从DHCP服务器处获得IP地址时，它会用这种方法生成一个。 |
| 172.16.0.0/12 | 专用网络 | RFC 1918 | |
| 192.0.0.0/24 | 保留（IANA） | RFC 5735 | |
| 192.0.2.0/24 | TEST-NET-1，文档和示例 | RFC 5735 | |
| 192.88.99.0/24 | 6to4中继 | RFC 3068 | |
| 192.168.0.0/16 | 专用网络 | RFC 1918 | |
| 198.18.0.0/15 | 网络基准测试 | RFC 2544 | |
| 198.51.100.0/24 | TEST-NET-2，文档和示例 | RFC 5737 | |
| 203.0.113.0/24 | TEST-NET-3，文档和示例 | RFC 5737 | |
| 224.0.0.0/4 | 多播（之前的D类网络） | RFC 3171 | |
| 240.0.0.0/4 | 保留（之前的E类网络） | RFC 1700 | |
| 255.255.255.255 | 广播 | RFC 919 |
与 IP 地址相关的命令工具
tracert：tracert+ip 可以查询从本地到相应 IP 之间所经过的路由。
子网的计算
设主机 IP 地址为 www.xxx.yyy.zzz，子网掩码为 aaa.bbb.ccc.ddd，求主机所在网络的网络地址和广播地址。
网络地址：www.xxx.yyy.zzz & aaa.bbb.ccc.ddd，即，将 IP 地址与子网掩码按位取“与”便得到网络地址；
广播地址：www.xxx.yyy.zzz & aaa.bbb.ccc.ddd + ^(aaa.bbb.ccc.ddd)，即，网络地址+全“1”的主机地址。
在做子网地址规划的时候需要考虑四个地址：网络地址、广播地址、网关地址、主机地址集，因此总地址数=网内主机数+3。
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)。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。
超网(Supernetting)是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。
无类域间路由(CIDR，Classless Inter-Domain Routing)
由于因特网上主机数量的爆炸性增长，传统IP地址分类的缺陷使得大量空置IP地址浪费，造成IP地址资源出现了匮乏，同时网络数量的增长使路由表太大而难以管理。对于不少拥有数百台主机的公司而言，分配一个B类地址太浪费，而分配一个C类地址又不够，因此只能分配多个C类地址，但这又加剧了路由表的膨胀。在这样的背景下，1993年出现了无类域间路由(CIDR，Classless Inter-Domain Routing)，以解决这一问题。在CIDR中，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。
CIDR创建的分层架构由互联网号码分配局（IANA）和区域互联网注册管理机构（RIR）进行管理，每个RIR均维护着一个公共的WHOIS数据库，以此提供IP地址分配的详情。
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地区
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C 类地址段
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|---|---|
| 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 |
| 亚太 | 202.0.0.0~203.255.255.255 |
