IP 地址的結構和型別

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簡介

網際網路已經成為我們生活中不可或缺的一部分，我們依靠它進行通訊、娛樂和獲取資訊。每個連線到網際網路的裝置都需要一個 IP 地址。

IP（Internet Protocol）地址是分配給連線到使用網際網路協議進行通訊的網路上的每個裝置的唯一數字識別符號。在本文中，我們將探討當今網路中使用的 IP 地址的結構和型別。

IP 地址是分配給連線到使用網際網路協議的網路上的每個裝置的唯一數字識別符號。它由四個用句點（點）分隔的數字組成，例如 192.168.0.1。每個數字的範圍可以從 0 到 255，這為我們提供了超過 40 億種可能的組合。

IP 地址的結構

IP（Internet Protocol）地址的結構指的是它的格式、表示和讀取方式。IP 地址用於識別網路上的裝置並允許它們之間進行通訊。網路上的每個裝置都有一個唯一的 IP 地址，這使得資料包能夠有效地傳送和接收。

二進位制表示

IP 地址由 IPv4 的 32 位或 IPv6 的 128 位組成，這些位被分組為由點分隔的八位位元組。IP 地址的二進位制表示顯示地址中的每個位是“0”還是“1”。例如，IPv4 地址的二進位制表示可能如下所示

11000000 . 10101000 . 00000101 . 00000001 此二進位制字串對應於十進製表示：192 . 168 . 5 . 1

十進位制表示

IP 地址的十進位制表示使人們更容易理解和記憶。它使用四個用點分隔的數字，其中每個數字的範圍從 0 到 255。

這些數字以十進位制表示法表示每個八位位元組的值。例如，使用與上面相同的示例，十進位制表示將是

192 . 168 . 5 .1

IPv4 與 IPv6 IPv4（網際網路協議版本四）是在網際網路早期引入的，並且至今仍然是使用最廣泛的協議之一。

然而，由於全球連線的裝置數量眾多，IPv4 地址由於其結構的限制而變得稀缺，它只能容納大約 40 億個唯一地址。另一方面，IPv6（網際網路協議版本六）使用更長的地址，由用冒號分隔的八組十六進位制數字組成，可以容納大約 340 個無量綱數個唯一地址。

IP 地址的型別

網際網路協議 (IP) 地址用於識別網路上的裝置。IP 地址有兩種型別：公有和私有。此外，還有動態和靜態 IP 地址分配。

公有 IP 地址

公有 IP 地址是分配給直接面向網際網路的任何裝置的網際網路地址。它是唯一的，並且標識網際網路上的裝置。

它可以從網際網路上的任何地方訪問，使其適用於託管網站或其他服務。公有 IP 可以從 ISP 獲取或從提供它們的公司購買。

它們是如何分配的

當您透過 ISP 將裝置連線到網際網路時，它們會從其可用地址池中為您分配一個公有 IP 地址。此分配過程可以透過動態方式（自動分配）或手動方式（透過服務請求）完成。

示例

公有 IP 地址的一個示例是 216.58.194.174，它屬於 Google.com。

私有 IP 地址

私有 IP（也稱為本地 IP）用於私有網路，並且不像公有 IP 那樣透過網際網路骨幹基礎設施路由。

定義

私有 IP 地址是由家庭中的 LAN（區域網）、Intranet 或 Wi-Fi 網路等私有網路中的路由器分配的未公開註冊的網際網路協議地址。

它們是如何分配的

私有 IP 通常在裝置連線到路由器時透過 DHCP 協議自動由路由器分配。

示例

一些私有地址的示例包括：− 192.168.x.x − 172.x.x.x

− 10.x.x 私有 IPv6 地址的一個示例是 fd7a:115c:a1e0:ab35::1

動態與靜態 IP 地址

動態和靜態 IP 之間的定義和區別

動態 IP 地址是在您每次連線到網際網路時都會更改的地址。此更改在大多數情況下會自動發生，這使得難以跟蹤裝置的當前 IP。

另一方面，靜態 IP 地址是永遠不會更改的地址。它永久分配給一個裝置。

每種型別的優缺點

靜態 IP 在設定伺服器時非常有用，因為它們允許為遠端訪問目的提供永久的網際網路地址。但是，它們可能比動態 IP 更昂貴，並且需要手動配置。動態 IP 更便宜，並且幾乎不需要任何配置。

子網和 CIDR 表示法

子網的解釋

子網劃分是將大型網路劃分為更小、更易於管理的子網路的過程。隨著時間的推移，網路規模和複雜性的增加，此過程變得越來越重要。透過將大型網路分解成較小的子網路，網路管理員可以提高效能、安全性以及可管理性。

子網劃分是透過從 IP 地址的主機部分借用位來建立單獨的網路地址來實現的。例如，如果我們有一個 IP 地址 192.168.1.0/24（表示它具有 255.255.255.0 的子網掩碼），我們可以透過從 IP 地址的主機部分借用一位來建立兩個子網，以便我們的新子網掩碼變為 255.255.255.128 或 /25。

CIDR 表示法（無類別域間路由）

CIDR 表示法是一種用於以比傳統點分十進位制表示法（例如，192.168.1.0/24）更緊湊的形式表示 IP 地址及其關聯子網掩碼的方法。它是在 20 世紀 90 年代中期引入的，作為解決分類地址限制的努力的一部分。在 CIDR 表示法中，IP 地址後面跟著一個斜槓 (/) 字元，然後是一個表示用於地址網路部分的位數的數字（例如，192 .168.1 .0/24）。

斜槓後面的數字表示所謂的“字首長度”或“子網掩碼長度”。CIDR 表示法允許更靈活的定址方案，因為它不依賴於 A、B 或 C 地址等固定類，而是允許使用可變長度子網掩碼。

如何使用 CIDR 表示法計算子網

使用 CIDR 表示法計算子網相對簡單。首先，您需要確定分配給地址網路部分的位數（即字首長度）。

接下來，您需要將此字首長度轉換為子網掩碼。例如，如果我們有一個 IP 地址 192.168.1.0/24，我們知道 24 位用於網路部分，8 位用於主機部分。

要將此字首長度轉換為子網掩碼，我們只需用“1”填充所有網路位，用“0”填充所有主機位。這給了我們 255.255.255.0 的子網掩碼。

一旦我們有了子網掩碼，我們就可以使用它來確定我們的子網是什麼，方法是根據需要多少個子網和每個子網多少個主機來增加或減少 IP 地址主機部分的值。

結論

在本文中，我們探討了 IP 地址的結構和型別。我們瞭解到 IP 地址是網際網路的基本組成部分，並允許裝置相互通訊。

IP 地址的結構包括二進位制表示、十進位制表示以及 IPv4 與 IPv6。此外，我們還探討了不同型別的 IP 地址，包括公有和私有 IP 以及它們的分配示例。