IP 地址

IP 地址表示

机器中存放的 IP 地址是 32 位的二进制代码，每隔 8 位插入一个空格，可提高可读性，为了便于理解和设置，一般会采用点分十进制方法来表示：将 32 位二进制代码每 8 位二进制转换为十进制，就变成了 4 个十进制数，而后在每个十进制数中间插入 . ,如下所示，最终为 128.11.3.31：
因为每个十进制数都是由 8 个二进制数转换而来，因此每个十进制数的取值范围都是 0~255 。

IP 地址分为四段，每段八位，共 32 位二进制数组成，在逻辑上，这 32 位 IP 地址分为网络号和主机号，依据网络号位数的不同，可以将 IP 地址分为以下几类：

A、B、C 类地址可以随便划分给企业或者私人，也称为单播地址。

D 类也称为组播地址，可以给一组人发。

E 类是保留地址，使用不到。

即不按照 A、B、C 类规则（包含的范围太广，浪费比较大），自动规定网络号，无分类编址格式为：IP地址/网络号，示例： 128.168.0.11/20 表示的 IP 地址为 128.168.0.11，其网络号占 20 位，因此主机号占 12 位，也可以划分子网。

无分类编址是按需分配的，也是最常用的，网络号自己规定。

无分类编址有助于子网划分和超网汇聚。

但国际上还是按照有分类编址区分地址块的。

公有地址：通过它直接访问因特网，是全网唯一的 IP 地址。

私有地址：属于非注册地址，专门为组织机构内部使用,不能直接访问因特网，下表所示为私有地址范围。

其它特殊地址如下表所示：

一般公司在申请网络时，会直接获得一个范围很大的网络，如一个 B 类地址，因为主机数之间相差的太大了，不利于分配，我们一般会采用子网划分的方式来划分网络，即自定义网络号位数，就能自定义主机号位数，就能根据主机个数来划分出最适合的方案，不会造成资源的浪费。

因此就有了子网的概念，一般的 IP 地址按标准划分为 A、B、C 类后，可以进行再一步的划分，将主机号拿出几位作为子网号，就可以划分出多个子网，此时 IP 地址组成为：网络号 + 子网号 + 主机号。

网络号和子网号都为 1 ，主机号都为 0，这样的地址称为子网掩码。

要注意的是：子网号可以为全 0 和全 1，主机号不能为全 0 或全 1 ，因此，主机数需要 -2，而子网数不需要。

还可以聚合网络为超网，就是划分子网的逆过程，将网络号取出几位作为主机号，此时，这个网络内的主机数量就变多了，成为一个更大的网络。

属于同一个网段的网络号必然相等。

IPv4 共有地址已经全部分配完毕了，IPv6 主要是为了解决 IPv4 地址数不够用的情况而提出的设计方案，IPv6 具有以下特性：

IPv6 地址长度为 128 位，地址空间增大了 2^96 倍。
灵活的 IP 报文头部格式，使用一系列固定格式的扩展头部取代了 IPv4 中可变长度的选项字段。IPv6 中选项部分的出现方式也有所变化，使路由器可以简单略过选项而不做任何处理。加快了报文处理速度；
IPv6 简化了报文头部格斯，加快了报文转发，提高了吞吐量；
提高安全性，身份认证和隐私权是 IPv6 的关键特性。
支持更多的服务类型；
允许协议继续演变，增加新的功能，使之适应未来技术的发展。
IPv4 和 IPv6 的过度期间，主要采用三种基本技术：
- 双协议栈：主机同时运行 IPv4 和 IPv6 两套协议，一般来说 IPv4 和 IPv6 地址之间存在某种转换关系，如 IPv6 的低 32 位可以直接转换为 IPv4 地址，实现互相通信。
- 隧道技术：这种机制用来在 IPv4 网络之上建立一条能够传输 IPv6 数据报的隧道，例如可以将 IPv6 数据报当作 IPv4 数据报的数据部分加以封装，只需要加一个 IPv4 的首部，就能在 IPv4 网络中传输 IPv6 报文。
- 翻译技术：利用一台专门的翻译设备（如转换网关），在纯 IPv4 和纯 IPv6 网络之间转换 IP 报头的地址，同时根据协议不同对分组做相应的语义翻译，从而使纯 IPv4 和纯 IPv6 站点之间能够透明通信。