IP 地址_上网ip10.6.80.108是什么网络

IP地址

IP地址（Internet Protocol Address）是指互联网协议地址，它是一个32位的标识符，用来唯一标识网络中的计算机。

IP地址通常由4个数字组成，每个数字用“.”分隔。

例如，192.168.1.1是一个合法的IP地址，它表示的是一个局域网中的计算机，它的网络地址为192.168.1.0，子网掩码为255.255.255.0。

MAC 地址和 IP 地址的作用

MAC 地址

MAC地址（Media Access Control Address）是物理地址，它是指网络接口卡的物理地址，用来唯一标识网络接口卡。

MAC地址通常由6个十六进制数字组成，每个数字用“:”分隔。例如，00:16:3E:D4:9F:A3是一个合法的MAC地址，它表示的是一块网卡的物理地址。

MAC 地址工作在数据链路层，IP 地址工作在网络层

数据报的目标 IP 地址决定了最终到达哪个计算机，而 MAC 地址则决定了数据报的下一跳路由器或设备。

IP 地址的格式

IP 地址的格式分为网络部分和主机部分

这就像座机的电话号码有区号和主号一样。区号代表电话号码的区域，主号代表电话号码的具体位置。比如北京的区号是 010，后面是主号，例如 88886666，合起来就是 010-88886666。

网络部分就相当于区号，主机部分就相当于主号。

IP 地址由 32 位二进制数表示

IP 地址由 32 位二进制数表示，前面的若干位表示网络号，后面的剩余部分表示主机号。

我们将这 32 位二进制数分成四部分，每部分 8 位二进制数，为了方便阅读，我们将每部分 8 位二进制数写成十进制数，并用点号分隔，每一部分的取值范围是 0-255，称为“点分十进制表示法”。

同一个网段内的 IP 地址

同一个网段内的 IP 地址，网络号相同，主机号不同。例如网段 10.0.0.0/8 中的计算机的 IP 地址可能是 10.0.0.1 或者 10.0.0.2，总之满足 10.x.y.z 格式。

路由器的不同接口网络号不同

路由器的作用是在不同网段之间转发数据报，因此路由器的不同接口位于不同的网段，因此它们的 IP 地址的网络号也不同。

路由器接口主机号通常是 1

路由器接口（网关）的 IP 地址的主机号可以是任意的数字，但通常情况下我们都设置成 1，例如网段 192.168.1.0/24 中的路由器接口（网关）的 IP 地址为 192.168.1.1。

这是一个不成文的规定，当我们为网段中的计算机设置 IP 地址时，只要设置的主机号不为 1，就不用担心与网关的 IP 地址产生冲突。同时，当我们给网段中的计算机设置网关 IP 地址时，也不用担心设置成了同一网段中其他计算机的 IP 地址。

子网掩码

子网掩码将 IP 地址划分成网络地址和主机地址两部分

子网掩码（Subnet Mask）是一种用来指导 IP 数据报从源地址到目的地址的传输途径的一种方法。

子网掩码是一个 32 位二进制数，它将 IP 地址划分成网络地址和主机地址两部分。通过将 IP 地址与子网掩码进行按位与运算，可以得到网络地址，从而得到网段的唯一标识。例如，192.168.1.1/24 的子网掩码为 255.255.255.0，通过按位与运算，得到所在网段为 192.168.1.0。

同一个网段中的计算机，其 IP 地址的网络地址相同，子网掩码也相同。

子网掩码的作用

通过子网掩码，计算机可以计算出自己所在的网络地址，从而确定自己所属的网段。在通讯时，计算机会将数据报的源地址与目的地址与自己的子网掩码进行按位与运算，得到网络地址，然后判断目的地址的网络地址是否与自己相同，从而决定是否转发数据报。

具体来说，如果目的地址的网络地址与自己相同，则说明目的地址在自己所在的网段，于是发起 ARP 广播直接请求目的计算机的 MAC 地址，数据链路层填写目标 MAC 地址为定向 MAC 地址；否则，说明目的地址不在自己所在的网段，需要通过路由器转发，于是发起 ARP 请求路由器网关的 MAC 地址，数据链路层填写目标 MAC 地址为网关 MAC 地址。

我们使用计算机进行网络通信之前，必须首先配置 IP 地址、网关地址和子网掩码，可以手动设置也可以通过 DHCP 自动获得。但是，子网掩码的配置一定要正确。如果子网掩码配置错误，计算机在通讯时有可能错误判断目标地址是否和自己在同一网段，从而导致数据报无法到达。例如 192.168.1.2 和 192.168.2.2 的子网掩码是 255.255.255.0，它们在不同网段，但是由于子网掩码设置错误（例如设置成 255.255.0.0），在通信时，计算机判断它们在同一网段，从而发送 ARP 广播请求目标计算机的 MAC 地址，这当然会失败，因为路由器不转发 ARP 广播。

IP 地址的分类与保留的特殊 IP 地址

IP 地址可以分为 A、B、C、D、E 类地址，以及保留的特殊地址。

A 类地址

第一部分为 1-126，默认子网掩码为 255.0.0.0，主机部分由第二部分、第三部分、第四部分组成。一个 A 类地址可以分配 256 * 256 * 256 - 2 = 16777214 个主机，这里减 2 是因为第一个 IP 地址和最后一个 IP 地址是保留地址，不能分配给用户。其中第一个地址全 0 代表网络地址，最后一个地址全 1 代表广播地址。

B 类地址

第一部分为 128-191，默认子网掩码为 255.255.0.0，主机部分由第三部分、第四部分组成。一个 B 类地址可以分配 256 * 256 - 2 = 65534 个主机。

C 类地址

第一部分为 192-223，默认子网掩码为 255.255.255.0，主机部分由第四部分组成。一个 C 类地址可以分配 256 - 2 = 254 个主机。

D 类地址

第一部分为 224-239，用于多播，没有默认子网掩码。

E 类地址

第一部分为 240-254，保留，未使用。

保留的特殊地址

• 主机号全 0：特指某个网段，例如 192.168.1.0 255.255.255.0，指的是该网段的网络地址。
• 主机号全 1：特指某个网段的全部主机，如果你的计算机发送数据包使用主机号全 1 的地址，那么数据链路层将使用广播地址 FF:FF:FF:FF:FF:FF 将数据包发送给该网段的所有计算机。
• 127.0.0.1：本地环回地址，用于本机测试，不能用于 Internet 通信。在浏览器中输入 127.x.x.x 也能测试访问本地网站。
• 0.0.0.0：表示不使用 IP 地址，例如路由器的默认网关地址。

公有 IP 地址和私有 IP 地址

公有 IP 地址和私有 IP 地址的分配

公有 IP 地址是指在互联网上可以被全世界访问的 IP 地址，它通常由 ISP（Internet Service Provider，互联网服务提供商）分配。公有 IP 地址全球唯一，不能重复。

私有 IP 地址是指在互联网上只能在内部访问的 IP 地址，它通常由组织内部的员工或网络管理员分配。

公有 IP 地址和私有 IP 地址出现的背景是为了解决 IP 地址的不足

如果没有公有 IP 地址和私有 IP 地址的概念，那么互联网上所有的计算机都需要使用公有的 IP 地址，这将导致 IP 地址的不足。

然而，如果两个内网之间的计算机不需要进行直接通信，而是只需要访问 Internet，那么他们就可以在一定范围内使用重复的 IP 地址。

例如，公司内部的计算机可以使用 192.168.x.x 网段的私有 IP 地址，而公网的计算机可以使用公有 IP 地址。这样，公司内部的计算机就可以访问 Internet，而公网的计算机也可以访问公司内部的计算机。

私有 IP 地址的范围

• 10.0.0.0/8：10.0.0.0 – 10.255.255.255
• 172.16.0.0/12：172.16.0.0 – 172.31.255.255
• 192.168.0.0/16：192.168.0.0 – 192.168.255.255

家庭一般使用 192.168.x.x 网段的私有 IP 地址；公司、学校、政府机构、大型组织等使用 10.x.x.x 网段的私有 IP 地址。

NAT（Network Address Translation，网络地址转换）

网络地址转换是路由器的一种技术，它的作用是将私有 IP 地址转换为公有 IP 地址，使得私有 IP 地址的计算机可以访问 Internet。

当私有 IP 地址的计算机想要访问 Internet 时，路由器的 NAT 技术会将数据包的源地址转换为公有 IP 地址，然后将数据包发送给 Internet。Internet 上的计算机就会认为数据包的源地址是那个公有 IP 地址，当计算机返回响应时，目标地址就会写成这个公有 IP 地址。路由器收到数据包后，会将数据包的目标地址转换为私有 IP 地址，然后将数据包转发给私有 IP 地址的计算机。

这样，路由器就可以隐藏内部网络的 IP 地址，Internet 上的计算机就无法直接访问内部网络中的计算机。

端口地址转换（Port Address Translation，PAT）是 NAT 技术的变种，它将私有 IP 地址和端口号转换为公有 IP 地址和端口号。单纯进行 NAT 转换，一个私有 IP 地址只能对应一个公有 IP 地址，而 PAT 可以将多个私有 IP 地址和端口号映射到同一个公有 IP 地址和端口号，从而实现网段中多个计算机共用一个公有 IP 地址。

动态主机配置协议（DHCP）

动态主机配置协议（Dynamic Host Configuration Protocol，DHCP）是一种用来自动分配 IP 地址、子网掩码、网关地址的协议。

DHCP 协议是一种工作在应用层的协议。网络上的 DHCP 服务器可以自动分配 IP 地址、子网掩码、网关地址，并将这些信息通过 DHCP 协议传送给 DHCP 客户机。客户机收到 DHCP 服务器分配的 IP 地址后，就可以连接到网络上。

静态地址和动态地址

我们使用计算机上网之前，必须配置 IP 地址、子网掩码、网关地址。在设置界面上我们会看到两个选项，分别是自动获取地址信息和手动设置地址信息。

手动设置的地址信息就是我们常说的静态地址，静态地址就是管理员事先分配好的 IP 地址、子网掩码、网关地址；自动获取的地址信息就是动态地址，而动态地址则是由 DHCP 服务器自动分配的。

那么，静态地址和动态地址分别在什么情况下使用呢？

静态地址适用于那些需要固定 IP 地址的计算机，例如公司内部的服务器、路由器、不经常移动的台式计算机等。

动态地址适用于那些需要自动分配 IP 地址的计算机，例如家庭使用的笔记本、手机、路由器等。

DHCP 工作原理及四种 DHCP 报文

动态主机配置协议（DHCP）工作原理：

1. DHCP 客户机发送 DHCP Discover 报文到 DHCP 服务器，请求获得 IP 地址。
   事实上 DHCP 客户机并不知道本网段中哪些计算机是 DHCP 服务器，因此 DHCP Discover 报文是广播报文，会被发送给同一网段内的所有计算机。
   因此 DHCP Discover 报文的目标 MAC 地址为 FF:FF:FF:FF:FF:FF，目标 IP 地址为 255.255.255.255，源 IP 地址为 0.0.0.0。
2. DHCP 服务器发送 DHCP Offer 报文给 DHCP 客户机，提供可用的 IP 地址。
   这一步，网段中的所有 DHCP 服务机都会向这台 DHCP 客户机发送 DHCP Offer 报文，这些 DHCP 服务器会从自己的 IP 地址池中选择一个可用的 IP 地址，然后利用广播的方式发送给 DHCP 客户机。
   然而 DHCP 客户机不一定会接受 DHCP 服务器分配的这个 IP 地址，它只会选择其中一个 IP 地址。
3. DHCP 客户机发送 DHCP Request 报文给 DHCP 服务器，确认选择分配的 IP 地址。
   这个 DHCP Request 报文也是一个广播报文，会被发送给同一网段内的所有 DHCP 服务器。报文选项中会包含他选择了哪个 DHCP 服务器分配的哪个 IP 地址。
   被选中的 DHCP 服务器会更新 IP 地址池，并向客户机发送 DHCP Ack 报文；未被选中的 DHCP 服务器就会收回这个 IP 地址。
4. DHCP 服务器发送 DHCP Ack 报文给 DHCP 客户机，确认分配的 IP 地址。
   这个 DHCP Ack 报文也是一个广播报文，会被发送给同一网段内的所有 DHCP 客户机。

DHCP 协议在传输层使用的都是 UDP 协议。

跨网段分配 IP 地址

DHCP 协议可以跨网分配 IP 地址，即一个 DHCP 服务器可以向另一个网段的 DHCP 客户机分配 IP 地址。

一般情况下，这个 DHCP 服务器和公司中的其他服务器属于同一个网段，不同的办公室的计算机处于不同的其他网段，需要分配的 IP 地址的网络号不同。假如有 N 个网段需要分配 IP 地址，那么 DHCP 服务器就需要配置 N 个 IP 地址池，每个网段一个地址池。

由于路由器隔绝广播报文，因此 DHCP Discover 报文无法到达另一个网段的 DHCP 服务器。因此我们需要在路由器上事先配置 DHCP 服务器的 IP 地址。当 DHCP Discover 报文到达路由器时，路由器会将源 IP 地址改为自己的 IP 地址，将目标 IP 地址改为 DHCP 服务器的 IP 地址，然后将报文定向发送给 DHCP 服务器。当 DHCP 服务器收到 DHCP Discover 报文后，会首先判断请求分配的客户机来自 N 个网段中的哪个网段，然后从对应的 IP 地址池中选择一个可用的 IP 地址，并向客户机发送 DHCP Offer 报文。