IPv4类：他们是什么，如何使用

什么是IP地址？

IP地址（Internet协议地址缩写）是分配给连接到网络的设备的唯一标识符。将其视为一个数值标签，允许计算机，服务器，智能手机和其他设备在网络中相互定位和通信。这些地址确保通过Internet发送的数据到达正确的目的地。

IPv4是原始网络寻址系统，可追溯到1983年。 过渡到IPv6，IPv4仍然是当今大多数Internet和网络通信的标准。

IPv4地址格式

IPv4地址基于二进制系统，由32个二进制数字（位）组成。每个IPv4地址是一个32位编号，分为四个片段，称为八位字节或字节。每个八位位的包含8位，构成了完整的32位地址。"八位字"一词来自以下事实：每个组都完全包含8位。这些八位字位以其更容易读的形式，通过时期分开，这种格式称为点缀小数表示。

每个八位位组的十进制值范围从0到255，这是从8位二进制数代表256个不同值的事实得出的（8^2 = 256）。

一个示例IPv4地址可能看起来像这样： 192.168. 43. 241

二进制表示

尽管IPv4地址通常以小数形式看到人类可读性，但它们以计算机为二进制形式处理。每个八位位组都转换为8位二进制数。例如，地址192.168。43.1在二进制中看起来像这样：

• 192: 11000000

• 168: 10101000

• 43: 00101011

• 241: 1111001

因此，192.168。43. 241二进制为：11000000.10101000。00101111. 1111001

每一点的意义

当分解时，IPv4地址中的每个位都提供了有助于识别网络上网络和特定设备的信息，以及指导路由决策并为网络管理启用子网。

网络和主机： 这些位用于确定地址的网络部分和主机部分。根据子网掩码，一些位代表网络，其余部分代表该网络中的主机。

路由： 路由器使用IP地址的二进制形式来做出路由决策。网络部分有助于确定目标网络，而主机部分则标识该网络中的特定设备。

子网： 二进制表示允许创建子网。通过操纵位（使用子网罩），大型网络可以分为较小，更易于管理的子网络。

IPv4地址类

IPv4地址分为5个类（A，B，C，D，E）。每个类旨在解决不同尺寸的网络，适应特定实体，并最终通过结构化的地址分配和管理方法简化路由过程。

A类

用法： A类IP地址通常由非常大的组织使用，由于其广泛的地址空间。例如，主要公司和政府实体需要大量的IP地址来容纳广泛的网络。

IP范围： 1.0.0.0至127.0.0.0

默认子网掩码： 255.0.0.0

• 该子网掩码表示地址的前8位（1个字节）用于网络部分，而其余的24位（3个字节）用于主机部分。

每个网络主机： 16,777,214

网络： 128

• 只有126个网络保留在特定情况下，只有126个。

b

用法： B类IP地址通常由中型组织，例如教育机构，中型公司和区域互联网服务提供商（ISP）使用。这些实体受益于B类地址提供的大量地址空间，使它们能够在维持有效的网络性能的同时支持大量设备。

IP范围： 128.0.0.0至191.255.0.0

默认子网掩码： 255.255.0.0

• 该子网蒙版指定了网络部分地址的前16位（1个字节），其余16位（1个字节）的主机部分。

每个网络主机: 65,534

网络： 16,384

c

用法： C类IP地址 由于能够在提供大量网络的同时支持中等数量的主机，因此通常用于较小规模的网络。它们经常被部署在需要多个较小网络的地方，例如办公环境，具有多个部门的教育机构以及住宅网络。

IP范围：192.0.0.0至223.255.255.0

默认子网掩码： 255.255.255.0.

• 该子网掩码指定网络部分的地址的前24位（3个字节）位，其余8位（1个字节）用于主机部分。

每个网络主机： 254

网络： 2,097,152

d

用法： D类地址保留用于多播通信，可以同时将单个数据包发送给多个收件人。这种类型的通信通常用于流式传输多媒体内容，视频会议，在线游戏以及其他需要将数据分发给各个网络中多个收件人的应用程序。

IP范围： 224.0.0.0至239.255.255.255。

• 这些地址专门用于多播组通信。

未分配给各个设备或网络： 与A类，B和C地址不同，D类地址未分配给单个设备或网络。相反，它们用于识别多播组。多播地址与单播地址的路线不可用，并且路由器的处理方式不同以促进跨网络的多播通信。

不受网络或主机号码的限制： 由于D类地址未分配给单个网络或主机，因此没有与D类地址关联的网络数量或主机的概念。取而代之的是，这些地址用于专门的通信目的，并且不受与单媒体地址相同的约束。

E级

用法： 尽管是IPv4地址空间的一部分，但E类地址并未在标准网络配置或部署中使用，也不分配用于公共或专用网络。取而代之的是，它们被保留为研究和开发的专门空间，网络管理员，研究人员和开发人员可以利用受控环境来实验新的网络概念或测试新兴技术。

IP范围： 240.0.0.0至255.255.255.255。

特殊IP地址范围

除了标准的IP地址类别外，还有特殊的IP地址范围可实现独特的目的。让我们更详细地探索这些范围。

回环地址

用法： 回环地址用于本地计算机上的内部测试和运行诊断。当您ping循环地址时，您实际上是在验证IP堆栈是否正确配置并且网络接口是运行的。

IP范围： 127.0.0.0至127.255.255.255

特定的IP地址： 127.0.0.1

• 虽然将整个127.0.0.0/8范围指定为回环，但127.0.0.1是最常用的IP地址 - 通常称为" localhost"。

私人IP地址

用法： 私人IP地址保留在私人网络中使用，使组织可以设置与公共互联网隔离的内部网络。

IP范围： A类，B和C IP地址每个都有自己的私人地址范围：

• A级私人范围： 10.0.0.0至10.255.255.255

• B级私人范围： 172.16.0.0至172.31.255.255

• C级私人范围： 192.168.0.0至192.168.255.255

APIPA（自动私有IP地址）

用法： 当设备无法从DHCP服务器获得IP地址时，APIPA或自动私有IP地址是从169.254.0.0/16范围内自动分配IP地址的功能。它提供了一种后备机制，该机制使设备仍可以与同一本地网络段上的其他设备进行通信。

IP范围： 169.254.0.0/16

示例用法： 如果笔记本电脑无法从家庭路由器（由于DHCP服务器问题）获得IP地址，则它可能会自我分配一个像169.254.1.1这样的地址，从而使其仍然可以使用同一网络上的APIPA地址连接到其他设备。

过渡到IPv6

IPv4的32位地址空间有限，由于其43亿可用地址的耗尽，面临重大挑战。除其他缺点外，这种限制最终导致了IPv6 128位地址系统的发展，该系统可以容纳340多个未占地的独特地址。

IPv6还提高了IPv4的日期功能功能。增强功能包括：

• 更有效的路由

• 通过自动配置功能简化网络配置

• 内置的IPSEC支持以提高安全性

• 多播和任何播放地址支持

在比较IPv4和IPv6时，很明显，后者被定位为下一阶段的互联网基础。在此之前，IPv4地址系统及其类将继续使我们保持联系。