1裆蒸、IP包頭
在TCP/IP四層模型的最后堂竟，介紹了數(shù)據(jù)的封裝與解封裝過程，其中在數(shù)據(jù)封裝進(jìn)行到網(wǎng)絡(luò)層時荒椭，提到在此時會將IP包頭封裝進(jìn)數(shù)據(jù)中，關(guān)于IP包頭的詳細(xì)介紹請看下圖：
圖中每行共有32位舰蟆，包頭部位一共有5行趣惠，因此共有160位狸棍；因為每8位表示一個字節(jié)，因此一共有20個字節(jié)味悄。但由于還有可選項的存在草戈，因此在實際使用過程中，包頭的長度并不一定總是20個字節(jié)侍瑟，這也是IPv4協(xié)議比下一代IPv6協(xié)議傳輸速度慢的原因唐片，因為每次接收一個數(shù)據(jù)包，都要先檢測包頭長度涨颜，才能將其取下费韭，這十分浪費資源；而在下一代IPv6協(xié)議當(dāng)中咐低，已經(jīng)采取定長包頭揽思，即固定長度，從而避免了這個問題见擦。
2钉汗、IP地址
在IP包頭中會描述源IP地址及目標(biāo)IP地址，描述IP地址的位數(shù)是32位鲤屡，因此在IPv4的數(shù)據(jù)包IP地址的數(shù)量僅有2^32個损痰，也就是42億9千萬左右個IP地址，32位所能表示的最大及最小的IP地址如下所示：
00000000000000000000000000000000
……
11111111111111111111111111111111
但此時出現(xiàn)一個問題酒来，例如將最大的IP地址轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制卢未，結(jié)果是4294967295，數(shù)據(jù)太大堰汉，因此便將32位分成4組辽社，在每8位之間用.隔開：
00000000.00000000.00000000.00000000
……
11111111.11111111.11111111.11111111
之后再將每8位分別轉(zhuǎn)為十進(jìn)制，即為常見的IP地址形式：
0.0.0.0
……
255.255.255.255
3翘鸭、IP地址分類
現(xiàn)階段IP地址共分為A滴铅、B、C就乓、D汉匙、E五大類，其中D生蚁、E兩類較為特殊噩翠，并不用于商業(yè)用途。
D類IP地址：第一個字節(jié)以“1110”開始邦投，它是一個專門保留的地址伤锚。它并不指向特定的網(wǎng)絡(luò)，目前這一類地址被用在多點廣播中志衣。多點廣播地址用來一次尋址一組計算機(jī)屯援，它標(biāo)識共享同一協(xié)議的一組計算機(jī)剂娄。
E類IP地址：第一個字節(jié)以“11110”開始，它是為將來使用而保留玄呛。
IP地址由兩部分組成，網(wǎng)絡(luò)號和主機(jī)號和二。網(wǎng)絡(luò)號指所在網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)編號徘铝，而主機(jī)號表示該網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的不同計算機(jī)的編號，詳情如下圖所示：
下面著重介紹與日常接觸更密切的A惯吕、B惕它、C三類地址，結(jié)合上下兩張圖來理解：
A類地址：
- A類地址的網(wǎng)絡(luò)號由第一組8位二進(jìn)制數(shù)表示废登，必須以“0”開始淹魄。因此，A類地址中第一組地址的網(wǎng)絡(luò)號為00000001堡距，最后一組地址的網(wǎng)絡(luò)號是01111111甲锡，換算成十進(jìn)制就是1—127，所以羽戒，A類地址支持的最大網(wǎng)段數(shù)目缤沦，即網(wǎng)絡(luò)號共有2^7-2個，減去的2個分別是網(wǎng)絡(luò)號為0和127易稠，也就是無論主機(jī)號如何變化缸废，只要網(wǎng)絡(luò)號是1—126范圍內(nèi)的IP地址都是A類地址。
- A類地址的主機(jī)號占后三組8位二進(jìn)制數(shù)驶社，每個網(wǎng)絡(luò)中允許最大有2^24-2臺主機(jī)企量，減2是因為主機(jī)號全0對應(yīng)網(wǎng)絡(luò)地址，主機(jī)號全1對應(yīng)廣播地址亡电。
B類地址：
- B類地址的網(wǎng)絡(luò)號由前兩組8位二進(jìn)制數(shù)表示届巩，必須以“10”開始。因此逊抡，B類地址中第一組地址的網(wǎng)絡(luò)號為10000000.00000000姆泻，最后一組地址的網(wǎng)絡(luò)號是10111111.11111111，換算成十進(jìn)制就是128.0—191.255冒嫡，所以拇勃，B類地址支持的最大網(wǎng)段數(shù)目，即網(wǎng)絡(luò)號共有2^14個孝凌，也就是無論主機(jī)號如何變化方咆，只要網(wǎng)絡(luò)號是128.0—191.255范圍內(nèi)的IP地址都是B類地址。
- B類地址的主機(jī)號占后兩組8位二進(jìn)制數(shù)蟀架，每個網(wǎng)絡(luò)中允許最大有2^16-2臺主機(jī)瓣赂，減2是因為主機(jī)號全0對應(yīng)網(wǎng)絡(luò)地址榆骚，主機(jī)號全1對應(yīng)廣播地址。
C類地址：
- C類地址的網(wǎng)絡(luò)號由前三組8位二進(jìn)制數(shù)表示煌集，必須以“110”開始妓肢。因此，C類地址中第一組地址的網(wǎng)絡(luò)號為11000000.00000000.00000000苫纤，最后一組地址的網(wǎng)絡(luò)號是11011111.11111111.11111111碉钠，換算成十進(jìn)制就是192.0.0—223.255.255，所以卷拘，C類地址支持的最大網(wǎng)段數(shù)目喊废，即網(wǎng)絡(luò)號共有2^21個，也就是無論主機(jī)號如何變化栗弟，只要網(wǎng)絡(luò)號是192.0.0—223.255.255范圍內(nèi)的IP地址都是C類地址污筷。
- C類地址的主機(jī)號占最后一組8位二進(jìn)制數(shù)，每個網(wǎng)絡(luò)中允許最大有2^8-2臺主機(jī)乍赫，減2是因為主機(jī)號全0對應(yīng)網(wǎng)絡(luò)地址瓣蛀，主機(jī)號全1對應(yīng)廣播地址。
實際上每個網(wǎng)段中的主機(jī)數(shù)量都是依據(jù)子網(wǎng)掩碼進(jìn)行劃分雷厂，IP地址是無法決定的揪惦，但由于每個IP地址都有一個標(biāo)準(zhǔn)子網(wǎng)掩碼，因此以上的劃分都是依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)子網(wǎng)掩碼進(jìn)行的罗侯，非標(biāo)準(zhǔn)子網(wǎng)掩碼的劃分在后面會詳細(xì)介紹器腋。
私有IP地址：
私有地址屬于非注冊地址，專門為組織機(jī)構(gòu)內(nèi)部使用钩杰，與需要付費才能使用的公網(wǎng)IP地址不同纫塌，私有IP地址可以免費使用，但同樣的不能直接訪問公網(wǎng)讲弄，當(dāng)私有網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的主機(jī)要與位于公網(wǎng)上的主機(jī)進(jìn)行通訊時必須經(jīng)過地址轉(zhuǎn)換措左，將其私有地址轉(zhuǎn)換為合法公網(wǎng)地址才能對外訪問。私有IP地址的出現(xiàn)極大程度上緩解了公網(wǎng)IP地址不足的現(xiàn)象避除，在內(nèi)部局域網(wǎng)中私有IP地址可以像公網(wǎng)IP地址一樣地使用怎披；有些不需要與網(wǎng)絡(luò)通訊的設(shè)備，如打印機(jī)等也可以使用私有IP地址瓶摆。
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