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IP地址

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IP地址(英語:IP Address),用于标识发送接收数据报的设备的一串数字。[1][2]

概述[编辑]

IP地址(英語:IP Address, 全称:Internet Protocol Address),又譯為网际协议地址、網際網路協定位址。当设备连接网络,设备将被分配一个IP地址,用作标识。通过IP地址,设备间可以互相通讯,如果没有IP地址,我们将无法知道哪个设备是发送方,无法知道哪个是接收方。[2] IP地址有两个主要功能:标识设备或网络寻址(英語:location addressing

常見的IP位址分為 IPv4IPv6 兩大類,IP地址由一串数字组成。IPv4 由十进制数字组成,并以点分隔,如:172.16.254.1[3] IPv6 由十六进制数字组成,以冒号分割,如:2001:db8:0:1234:0:567:8:1[4]

功能[编辑]

IP地址有两个主要的功能:

  1. 标识主机。更具体地说,标识其网络接口,并且提供主机在网络中的位置。
  2. 网络寻址网际协议(缩写:IP)的一个重要机制就是网络寻址(英語:internet address)。该功能的目的是将 数据报 从一个网络模块 送到 目的地。在发送的整个过程,IP地址(address)充当着目的地的位置,域名(name)意味着我们要找什么,路由(route)代表着如何到达目的地的这个过程。[5] 每个IP数据包的标头包含了发送主机的IP地址和目的主机的IP地址。

历史[编辑]

1981年,IETF定义了32位IP地址的 IPv4 [6]。随着互联网的发展,网络位置(IPv4)渐渐被消耗殆尽,虽然当前的网络地址转换无类别域间路由等技术可延缓网络位置(IPv4)匮乏之现象,但为求解决根本问题,从1990年开始,互联网工程工作小组开始规划IPv4的下一代协议,除要解决即将遇到的IP地址短缺问题外,还要发展更多的扩展,为此IETF小组创建IPng,以让后续工作顺利进行。1994年,各IPng领域的代表们于多伦多举办的IETF会议中,正式提议IPv6发展计划,该提议直到同年的11月17日才被认可,并于1996年8月10日成为IETF的草案标准,最终IPv6在1998年12月由互联网工程工作小组以互联网标准规范(RFC 2460)的方式正式公布。[7]

IP地址空间 是由互联网号码分配局(英语:Internet Assigned Numbers Authority,简称:IANA)以及其他5个区域互联网注册管理机构(英语:Regional Internet Registry,简称:RIR)在其指定区域内分配给本地Internet注册表,例如网络服务提供商(英语:Internet Service Providers,简称:ISP)和其他最终用户。IPv4地址被IANA以块为单位分布给RIR,每个地址块大约为1680万个地址,但自2011年以来在IANA级别已用尽。在非洲,RIR中只有1个RIR仍然可以给当地分配。一些IPv4地址是为专用网络保留的,并不是全局唯一的。

子网[编辑]

IP网络可以在IPv4IPv6中划分子网。为此,将IP地址识别成由两部分组成:网络前缀(高位)和其余的位【称为其余字段,主机标识符或者接口标识符(IPv6)】,用于网络内的主机编号。子网掩码(subnet mask)或CIDR(英语:Classless Inter-Domain Routing,又翻译为:无类域间路由表示法确定了IP地址如何分为网络部分和主机部分。

子网掩码一词仅用于IPv4地址中。但是,两个版本的IP地址都使用CIDR概念和符号。在此,在IP地址后面加斜杠和用于标识网络部分的位数(十进制),也称路由前缀。例如:IPv4地址及其子网掩码分别可以是 192.0.2.1255.255.255.0 。因为IP地址的前24位表示网络和子网,所以相同的IP地址和子网的CIDR表示法为192.0.2.1/24

IPv4[编辑]

IP地址由32位二进制数组成,为便于使用,常以XXX.XXX.XXX.XXX形式表现,每组XXX代表小于或等于255的10进制数,该表示方法称为点分十进制。例如維基媒體的一个IP位址是208.80.152.2。位址可分为A、B、C、D、E五大类,其中E类属于特殊保留地址。

IP地址是唯一的。目前IPv4技术可能使用的IP地址最多可有4,294,967,296個(即232)。看上去像是很难会用尽,但由于早期编码和分配上的問題,很多区域的编码实际上被空出或不能使用。加上互联网的普及,使大部分家庭都至少有一部电脑,连同公司的电脑,以及连接网络的各种设备都消耗大量IPv4地址资源。

隨著互聯網的快速成長,IPv4的42億個地址最終於2011年2月3日用尽[8][9]。相应的科研组织已研究出128位的IPv6,其IP位址数量最高可达3.402823669 × 1038个,屆時每個人家居中的每件電器,每件物件,甚至地球上每一粒沙子都可以擁有自己的IP位址。

在A类、B类、C类IP地址中,如果主机号是全1,那么这个地址为直接广播地址,它是用来使路由器将一个分组以广播形式发送给特定网络上的所有主机。32位全为1的IP地址「255.255.255.255」为受限广播地址("limited broadcast" destination address),用来将一个分组以广播方式发送给本网络中的所有主机路由器则阻挡该分组通过,将其广播功能限制在本网内部。

IPv4地址分类
A类IPv4地址 B类IPv4地址 C类IPv4地址 D类IPv4地址 E类IPv4地址
网络标志位 0 10 110 1110 11110
IP地址范围 1.0.0.0~127.255.255.255 128.0.0.0~191.255.255.255 192.0.0.0~223.255.255.255 224.0.0.0~239.255.255.255 240.0.0.0~247.255.255.255
可用IP地址范围 1.0.0.1~127.255.255.254 128.0.0.1~191.255.255.254 192.0.0.1~223.255.255.254
是否可以分配给主机使用
网络数量(个) 126 (27-2) 16384 (214) 2097152 (221) --- ---
每个网络中可容纳主机数(个) 16777214 (224-2) 65534 (216-2) 254 (28-2) --- ---
适用范围 大量主机的大型网络 中等规模主机数的网络 小型局域网 留给Internet体系结构委员会(IAB)使用【组播地址】 保留,仅作为搜索、Internet的实验和开发用

说明:D类与E类IPv4地址不区分网络地址与主机地址

IPv6[编辑]

IP编址[编辑]

从IPv4到IPv6最显著的变化就是网络地址的长度。RFC 2373和RFC 2374定义的IP地址,就像下面章节所描述的,有128位长;IP地址的表达形式,一般采用32个十六进制数。

IP中可能的地址有2128≈3.4×1038个,具体数量为340,282,366,920,938,463,463,374,607,431,768,211,456(即1632),因为32位地址每位可以取16个不同的值。 在很多场合,IP地址由两个逻辑部分组成:一个64位的网络前缀和一个64位的主机地址,机地址通常根据物理地址自动生成,叫做EUI-64(或者64-位扩展唯一标识)

参见[编辑]

参考资料[编辑]

  1. ^ IP 地址简介 - Google 搜索帮助. support.google.com. [2020-04-18]. 
  2. ^ 2.0 2.1 IPv4 vs. IPv6: What’s the Difference?. IPv4 vs. IPv6: What’s the Difference?. [2020-04-18] (英语). 
  3. ^ IPv4. 维基百科,自由的百科全书. 2020-04-03 (中文). 
  4. ^ IPv6. 维基百科,自由的百科全书. 2020-03-16 (中文). 
  5. ^ Postel, J. Internet Protocol(2.3. Function Description). tools.ietf.org. [2020-03-15] (英语). 
  6. ^ IPv4. 维基百科,自由的百科全书. 2020-03-17 (中文). 
  7. ^ IPv6. 维基百科,自由的百科全书. 2020-03-16 (中文). 
  8. ^ 柯山. ICANN将宣布IPv4地址耗尽全球进入IPv6时代. 赵秀芹. 搜IT. 2011年2月2日 [June 22, 2011]. 
  9. ^ IANA. 102, 103, 104, 179 and 185 have been allocated. No unicast IPv4 /8s remain unallocated.. 2011-02-03 [2011-02-03]. 

參見[编辑]

外部連結[编辑]