IP地址详解

根据TCP/IP协议规定,IP地址(IPv4)是由32位二进制数组成,而且在INTERNET范围内是唯一的。分为4段（4个字节），每一段为8位二进制数（1个字节）每一段8位二进制，中间使用英文的标点符号“.”隔开。由于二进制数太长，为了便于记忆和识别，把每一段8位二进制数转成十进制，大小为0至255。IP地址的这种表示法叫做“点分十进制表示法”。

一. IP地址分类

1.1 IP地址表示

IP地址由两个部分组成，net-id和host-id，即IP地址=网络地址+主机地址。 
net-id:表示ip地址所在的网络号。 
host-id：表示ip地址所在网络中的某个主机号码。 
即：

 

1.2 IP地址分类

IP地址一共分为5类，即A～E，它们分类的依据是其net-id所占的字节长度以及网络号前几位。

 

1. A类地址第一字节为网络ID，网络号的第一位固定为0，后三个字节为主机ID，范围是1.0.0.1—126.255.255.254； 
2. B类地址第一二字节为网络ID，网络号的前两位固定为10，后两个字节为主机ID，范围是128.0.0.1—191.255.255.254； 
3. C类地址前三个字节为网络ID，网络号的前三位固定位110，最后一个字节为主机ID，范围是192.0.0.1—223.255.255.254 
4. D类地址用于组播，前四位为1110，用于多播(multicast)，即一对多通信，范围是224.0.0.1—239.255.255.254； 
5. E类地址用于研究，前五位为11110，保留为以后使用，范围是240.0.0.1—255.255.255.254。

其中，ABC三类地址为单播地址（unicast),用于一对一通信，是最常用的。

1.3 特殊IP地址

特殊IP地址就是用来做一些特殊的事情。RFC1700中定义了以下特殊IP地址。 
1. {0,0}:网络号和主机号都全部为0(0.0.0.0)，表示“本网络上的本主机”，只能用作源地址。 
2. {0，host-id}:本网络上的某台主机。只能用作源地址。 
3. {-1,-1}：表示网络号和主机号的所有位上都是1（255.255.255.255，用于本网络上的广播，只能用作目的地址，发到该地址的数据包不能转发到源地址所在网络之外。
4. {net-id,-1}:直接广播到指定的网络上。只能用作目的地址。 
5. {net-id,subnet-id,-1}:直接广播到指定网络的指定子网络上。只用作目的地址。 
6. {net-id,-1,-1}:直接广播到指定网络的所有子网络上。只能用作目的地址。 
7. {127，}:即网络号为127的任意ip地址。都是内部主机回环地址(loopback),永远都不能出现在主机外部的网络中。

1.4 保留地址
127.0.0.1 本地环回地址 
169.254.xxx.xxx Windows系统为未分配主机临时分配IP 
私网地址： 
A类：10.xxx.xxx.xxx 
B类：172.16.0.0-172.31.255.255 
C类：192.168.xxx.xxx

1.5 默认子网掩码
类别    默认子网掩码

子网掩码的作用：将IP地址与子网掩码做与运算，用来识别网络部分与主机部分，判断源IP与目标IP 是否为同一网段，若不是，得到网络ID进行路由转发。

1. A类网络默认子网掩码为255.0.0.0，也可写作/8。
2. B类网络默认子网掩码为255.255.0.0，也可写作/16。
3. C类网络默认子网掩码为255.255.255.0，也可写作/24。
4. D类地址用于组播（也称为多播）的地址，无子网掩码。

1.6子网划分

将一个C网划分为两个网段A网和B网，将最后一个字节的第一位也用作网络部分

子网掩码为：255.255.255.128(255.255.255.10000000) 
每个子网为原来1/2，子网掩码后移一位。 
A网IP范围：192.168.0.1-192.168.0.126(网络ID不能全为0或1) 
B网IP范围：192.168.0.129-192.168.0.254

若将C网划分为四个网段，同理，第四字节网络部分为00、01、10、11，子网掩码为255.255.255.192(255.255.255.11000000)

1.7 MAC地址作用

MAC（Media Access Control，介质访问控制）地址，或称为物理地址，也叫硬件地址，用来定义网络设备的位置，MAC地址是网卡出厂时设定的，是固定的（但可以通过在设备管理器中或注册表等方式修改，同一网段内的MAC地址必须唯一）。MAC地址采用十六进制数表示，长度是6个字节（48位），分为前24位和后24位。

1、前24位叫做组织唯一标志符（Organizationally Unique Identifier，即OUI），是由IEEE的注册管理机构给不同厂家分配的代码，区分了不同的厂家。
2、后24位是由厂家自己分配的，称为扩展标识符。同一个厂家生产的网卡中MAC地址后24位是不同的。

MAC地址对应于OSI参考模型的第二层数据链路层，工作在数据链路层的交换机维护着计算机MAC地址和自身端口的数据库，交换机根据收到的数据帧中的“目的MAC地址”字段来转发数据帧。MAC由网卡决定，在数据链路中，标明每一跳的源MAC和目标MAC。

IP地址与MAC地址区别：

• 长度不同：IP地址为32位（二进制），MAC地址为48位（十六进制）。
• 分配依据不同：IP地址的分配是基于网络拓扑，MAC地址的分配是基于制造商。
• 寻址协议层不同：IP地址应用于OSI第三层（网络层），而MAC地址应用在OSI第二层（数据链路层）。

 二、0.0.0.0、127.0.0.1和localhost区别

接下来我们来看之前问过的问题：127.0.0.1和0.0.0.0地址的区别是什么？ 
我们先来看下共同点： 
1. 都属于特殊地址。 
2. 都属于A类地址。 
3. 都是IPV4地址。

2.1 0.0.0.0地址

IPV4中，0.0.0.0地址被用于表示一个无效的，未知的或者不可用的目标。 
* 在服务器中，0.0.0.0指的是本机上的所有IPV4地址，如果一个主机有两个IP地址，192.168.1.1 和 10.1.2.1，并且该主机上的一个服务监听的地址是0.0.0.0,那么通过两个ip地址都能够访问该服务。 
* 在路由中，0.0.0.0表示的是默认路由，即当路由表中没有找到完全匹配的路由的时候所对应的路由。

用途总结：

• 当一台主机还没有被分配一个IP地址的时候，用于表示主机本身。（DHCP分配IP地址的时候）
• 用作默认路由，表示”任意IPV4主机”。
• 用来表示目标机器不可用。
• 用作服务端，表示本机上的任意IPV4地址。

2.2 127.0.0.1地址

127.0.0.1属于{127,}集合中的一个，而所有网络号为127的地址都被称之为回环地址，所以

回环地址！=127.0.0.1

,它们是包含关系，即

回环地址包含127.0.0.1

。 
回环地址：所有发往该类地址的数据包都应该被loop back。 
用途: 
* 回环测试,通过使用ping 127.0.0.1 测试某台机器上的网络设备，操作系统或者TCP/IP实现是否工作正常。 
* DDos攻击防御：网站收到DDos攻击之后，将域名A记录到127.0.0.1，即让攻击者自己攻击自己。 
* 大部分Web容器测试的时候绑定的本机地址。

2.3 localhost地址

相比127.0.0.1，localhost具有更多的意义。localhost是个域名，而不是一个ip地址。之所以我们经常把localhost与127.0.0.1认为是同一个是因为我们使用的大多数电脑上都讲localhost指向了127.0.0.1这个地址。 
在ubuntu系统中，/ets/hosts文件中都会有如下内容：

[code]127.0.0.1   localhost
127.0.1.1   jason-Lenovo-V3000
# The following lines are desirable for IPv6 capable hosts
::1     ip6-localhost ip6-loopback
fe00::0 ip6-localnet
ff00::0 ip6-mcastprefix
ff02::1 ip6-allnodes
ff02::2 ip6-allrouters

上面第一行是几乎每台电脑上都会有的默认配置。 
但是localhost的意义并不局限于127.0.0.1。

localhost是一个域名，用于指代this computer或者this host,可以用它来获取运行在本机上的网络服务。 
在大多数系统中，localhost被指向了IPV4的127.0.0.1和IPV6的::1。

[code]127.0.0.1    localhost
::1          localhost

所以，在使用的时候要注意确认IPV4还是IPV6

总结：127.0.0.1 是一个环回地址。并不表示“本机”。0.0.0.0才是真正表示“本网络中的本机”。 
在实际应用中，一般我们在服务端绑定端口的时候可以选择绑定到0.0.0.0，这样我的服务访问方就可以通过我的多个ip地址访问我的服务。 
比如我有一台服务器，一个外放地址A,一个内网地址B，如果我绑定的端口指定了0.0.0.0，那么通过内网地址或外网地址都可以访问我的应用。但是如果我之绑定了内网地址，那么通过外网地址就不能访问。 所以如果绑定0.0.0.0,也有一定安全隐患，对于只需要内网访问的服务，可以只绑定内网地址。

摘自;https://www.geek-share.com/detail/2736344457.html