如何查詢你電腦的IP地址？一文帶你搞懂IP地址

時(shí)間：2023-02-12 05:33:01 | 來源：建站知識(shí)

時(shí)間：2023-02-12 05:33:01 來源：建站知識(shí)

上一章介紹了數(shù)據(jù)鏈路層——以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀的報(bào)文格式（你知道以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀在網(wǎng)絡(luò)中如何發(fā)送和接收的嗎？一文帶你搞懂它），本章介紹下網(wǎng)絡(luò)層——IP地址。




大家都知道計(jì)算機(jī)都會(huì)有一個(gè)IP地址，只有配置了IP地址的主機(jī)才可以上網(wǎng)，IP地址的獲取可以手動(dòng)靜態(tài)配置，也可以通過DHCP動(dòng)態(tài)獲取IP地址。





如下圖所示，本機(jī)是自動(dòng)獲取IP地址的，如果使用靜態(tài)的方式配置IP地址，需要配置IP地址、子網(wǎng)掩碼、默認(rèn)網(wǎng)關(guān)。













如何查看本機(jī)動(dòng)態(tài)獲取的地址呢？




通過cmd打開命令提示符，輸入“ipconfig”,如下圖所示可以看到本機(jī)獲取的IP地址為192.168.1.25, 子網(wǎng)掩碼為255.255.255.0，網(wǎng)關(guān)為192.168.1.1。













上面查詢到的地址是私網(wǎng)地址，那么如何查看自己的公網(wǎng)地址呢？如下圖，本機(jī)使用的公網(wǎng)地址是114.252.113.101，使用的是北京聯(lián)通的地址。

1什么是IP地址：
IP地址（Internet Protocol Address）是指互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議地址，又叫網(wǎng)際協(xié)議地址。

IP地址是IP協(xié)議（IP協(xié)議是為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)相互連接進(jìn)行通信而設(shè)計(jì)的協(xié)議）提供的一種統(tǒng)一的地址格式，它為互聯(lián)網(wǎng)上的每一個(gè)網(wǎng)絡(luò)和每一臺(tái)主機(jī)分配一個(gè)邏輯地址，以此來屏蔽物理MAC地址的差異。




IP地址就像是我們的家庭住址一樣，如果你要寫信給一個(gè)人，你就要知道他（她）的地址，這樣郵遞員才能把信送到。計(jì)算機(jī)發(fā)送信息就好比是郵遞員，它必須知道唯一的“家庭地址”才能不至于把信送錯(cuò)人家。只不過我們的地址是用文字來表示的，計(jì)算機(jī)的地址用二進(jìn)制數(shù)字表示。

2IP地址作用

IP地址用來標(biāo)識(shí)網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備，具有IP地址的設(shè)備可以在同一網(wǎng)段內(nèi)或跨網(wǎng)段通信。（后續(xù)會(huì)介紹網(wǎng)絡(luò)中的主機(jī)如何通過IP地址進(jìn)行通信的）




IP地址包括兩部分，第一部分是網(wǎng)絡(luò)號(hào)，表示IP地址所屬的網(wǎng)段，第二部分是主機(jī)號(hào)，用來唯一標(biāo)識(shí)本網(wǎng)段上的某臺(tái)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。

3IP地址表示
IPv4地址為32比特的二進(jìn)制數(shù)，通常用點(diǎn)分十進(jìn)制表示

IP地址是一個(gè)32位的二進(jìn)制數(shù)，通常被分割為4個(gè)“8位二進(jìn)制數(shù)”（也就是4個(gè)字節(jié)）。




IP地址通常用“點(diǎn)分十進(jìn)制”表示成（a.b.c.d）的形式，其中，a,b,c,d都是0~255之間的十進(jìn)制整數(shù)。




例：點(diǎn)分十進(jìn)IP地址（100.4.5.6），實(shí)際上是32位二進(jìn)制數(shù)（01100100.00000100.00000101.00000110）。




二進(jìn)制和十進(jìn)制轉(zhuǎn)換：













例如：100=64+32+4=2^6+2^5+2^2 ,那么100的二進(jìn)制就是 0110 0100 。

4IP地址分類

IPv4地址被劃分為A、B、C、D、E五類，每類地址的網(wǎng)絡(luò)號(hào)包含不同的字節(jié)數(shù)。




A類，B類，和C類地址為可分配IP地址，每類地址支持的網(wǎng)絡(luò)數(shù)和主機(jī)數(shù)不同。




比如，A類地址可支持126個(gè)網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)支持2^24 （16,777,216 )個(gè)主機(jī)地址，另外每個(gè)網(wǎng)段中的網(wǎng)絡(luò)地址和廣播地址不能分配給主機(jī)。

C類地址支持200多萬個(gè)網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)支持256個(gè)主機(jī)地址，其中254個(gè)地址可以分配給主機(jī)使用。

D類地址為組播地址。主機(jī)收到以D類地址為目的地址的報(bào)文后，且該主機(jī)是該組播組成員，就會(huì)接收并處理該報(bào)文。




各類IP地址可以通過第一個(gè)字節(jié)中的比特位進(jìn)行區(qū)分。


如A類地址第一字節(jié)的最高位固定為0，B類地址第一字節(jié)的高兩位固定為10，C類地址第一字節(jié)的高三位固定為110，D類地址第一字節(jié)的高四位固定為1110，E類地址第一字節(jié)的高四位固定為1111。

5私有地址、特殊地址:

IPv4中的部分IP地址被保留用作特殊用途。




為節(jié)省IPv4地址，A， B， C類地址段中都預(yù)留了特定范圍的地址作為私網(wǎng)地址。




現(xiàn)在，世界上所有終端系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備需要的IP地址總數(shù)已經(jīng)超過了32位IPv4地址所能支持的最大地址數(shù)4，294，967，296。為主機(jī)分配私網(wǎng)地址節(jié)省了公網(wǎng)地址，可以用來緩解IP地址短缺的問題。企業(yè)網(wǎng)絡(luò)中普遍使用私網(wǎng)地址，不同企業(yè)網(wǎng)絡(luò)中的私網(wǎng)地址可以重疊。默認(rèn)情況下，網(wǎng)絡(luò)中的主機(jī)無法使用私網(wǎng)地址與公網(wǎng)通信；當(dāng)需要與公網(wǎng)通信時(shí)，私網(wǎng)地址必須轉(zhuǎn)換成公網(wǎng)地址。

私有地址范圍:

10.0.0.0~10.255.255.255

172.16.0.0~172.31.255.255

192.168.0.0~192.168.255.255




還有其他一些特殊IP地址，如127.0.0.0網(wǎng)段中的地址為環(huán)回地址，用于診斷網(wǎng)絡(luò)是否正常。IPv4中的第一個(gè)地址0.0.0.0表示任何網(wǎng)絡(luò)，這個(gè)地址的作用將在路由原理中詳細(xì)介紹。IPv4中的最后一個(gè)地址255.255.255.255是0.0.0.0網(wǎng)絡(luò)中的廣播地址。

特殊地址

127.0.0.0 ~ 127.255.255.255


0.0.0.0

255.255.255.255

6子網(wǎng)掩碼:

上面介紹到IP地址由網(wǎng)絡(luò)部分和主機(jī)部分組成，那么如何區(qū)分呢？子網(wǎng)掩碼用于區(qū)分網(wǎng)絡(luò)部分和主機(jī)部分。





子網(wǎng)掩碼與IP地址的表示方法相同。




每個(gè)IP地址和子網(wǎng)掩碼一起可以用來唯一的標(biāo)識(shí)一個(gè)網(wǎng)段中的某臺(tái)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。子網(wǎng)掩碼中的1表示網(wǎng)絡(luò)位，0表示主機(jī)位。




例如：子網(wǎng)掩碼 255.128.0.0表示網(wǎng)絡(luò)位為9位，主機(jī)位為23位。

默認(rèn)子網(wǎng)掩碼：

每類IP地址有一個(gè)缺省子網(wǎng)掩碼。




A類地址的缺省子網(wǎng)掩碼為8位，即第一個(gè)字節(jié)表示網(wǎng)絡(luò)位，其他三個(gè)字節(jié)表示主機(jī)位。










B類地址的缺省子網(wǎng)掩碼為16位，因此B類地址支持更多的網(wǎng)絡(luò)，但是主機(jī)數(shù)也相應(yīng)減少。










C類地址的缺省子網(wǎng)掩碼為24位，支持的網(wǎng)絡(luò)最多，同時(shí)也限制了單個(gè)網(wǎng)絡(luò)中主機(jī)的數(shù)量。

可變長(zhǎng)子網(wǎng)掩碼

有類IP地址缺陷：




如果企業(yè)網(wǎng)絡(luò)中希望通過規(guī)劃多個(gè)網(wǎng)段來隔離物理網(wǎng)絡(luò)上的主機(jī)，使用缺省子網(wǎng)掩碼就會(huì)存在一定的局限性。網(wǎng)絡(luò)中劃分多個(gè)網(wǎng)段后，每個(gè)網(wǎng)段中的實(shí)際主機(jī)數(shù)量可能很有限，導(dǎo)致很多地址未被使用。




如圖所示的場(chǎng)景下，C類地址的缺省子網(wǎng)掩碼為24位，可以支持254臺(tái)這主機(jī)，而圖中只有30臺(tái)主機(jī)，如果使用缺省子網(wǎng)掩碼的編址方案，則地址使用率很低。













為了提高IP地址的使用率，采用可變長(zhǎng)子網(wǎng)掩碼可解決上述問題。




缺省子網(wǎng)掩碼可以進(jìn)一步劃分，成為變長(zhǎng)子網(wǎng)掩碼（VLSM）。通過改變子網(wǎng)掩碼，可以將網(wǎng)絡(luò)劃分為多個(gè)子網(wǎng)。




本例中的地址為C類地址，缺省子網(wǎng)掩碼為24位。現(xiàn)借用一個(gè)主機(jī)位作為網(wǎng)絡(luò)位，借用的主機(jī)位變成子網(wǎng)位。一個(gè)子網(wǎng)位有兩個(gè)取值0和1，因此可劃分兩個(gè)子網(wǎng)。該比特位設(shè)置為0，則子網(wǎng)號(hào)為0，該比特位設(shè)置為1，則子網(wǎng)號(hào)為128。將剩余的主機(jī)位都設(shè)置為0，即可得到劃分后的子網(wǎng)地址；將剩余的主機(jī)位都設(shè)置為1，即可得到子網(wǎng)的廣播地址。每個(gè)子網(wǎng)中支持的主機(jī)數(shù)為2^7-2（減去子網(wǎng)地址和廣播地址），即126個(gè)主機(jī)地址。




可變長(zhǎng)子網(wǎng)掩碼緩解了使用缺省子網(wǎng)掩碼導(dǎo)致的地址浪費(fèi)問題，同時(shí)也為企業(yè)網(wǎng)絡(luò)提供了更為有效的編址方案。本例中需要使用可變長(zhǎng)子網(wǎng)掩碼來劃分多個(gè)子網(wǎng)，借用一定數(shù)量的主機(jī)位作為子網(wǎng)位的同時(shí)，剩余的主機(jī)位必須保證有足夠的IP地址供每個(gè)子網(wǎng)上的所有主機(jī)使用。

7IP地址規(guī)劃：
IP地址在網(wǎng)絡(luò)中是分配給主機(jī)和設(shè)備使用的，那么如何分配IP地址呢？

通過子網(wǎng)掩碼可以判斷主機(jī)所屬的網(wǎng)段、網(wǎng)段上的廣播地址、以及網(wǎng)段上支持的主機(jī)數(shù)。




例如：主機(jī)地址為192.168.1.7，子網(wǎng)掩碼為24位（C類IP地址的缺省掩碼），從中我們可以判斷該主機(jī)位于192.168.1.0/24網(wǎng)段。將IP地址中的主機(jī)位全部置為1，并轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)，即可得到該網(wǎng)段的廣播地址192.168.1.255。網(wǎng)段中支持的主機(jī)數(shù)為2^n,n為主機(jī)位的個(gè)數(shù)。本例中n=8，2^8=256，減去本網(wǎng)段的網(wǎng)絡(luò)地址和廣播地址，可知該網(wǎng)段支持254個(gè)有效主機(jī)地址。




注意：

每個(gè)網(wǎng)段上都有兩個(gè)特殊地址不能分配給主機(jī)或網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。

第一個(gè)是該網(wǎng)段的網(wǎng)絡(luò)地址，該IP地址的主機(jī)位為全0，表示一個(gè)網(wǎng)段。

第二個(gè)地址是該網(wǎng)段中的廣播地址，目的地址為廣播地址的報(bào)文會(huì)被該網(wǎng)段中的所有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備接收。廣播地址的主機(jī)位為全1。

除網(wǎng)絡(luò)地址和廣播地址以外的其他IP地址可以作為網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的IP地址.

8無類域間路由CIDR：
無類域間路由CIDR（Classless Inter Domain Routing）由RFC1817定義。

CIDR突破了傳統(tǒng)IP地址的分類邊界，將路由表中的若干條路由匯聚為一條路由，減少了路由表的規(guī)模，提高了路由器的可擴(kuò)展性。













如上圖所示，一個(gè)企業(yè)分配到了一段A類網(wǎng)絡(luò)地址，10.24.0.0/22。該企業(yè)準(zhǔn)備把這些A類網(wǎng)絡(luò)分配給各個(gè)用戶群，目前已經(jīng)分配了四個(gè)網(wǎng)段給用戶。如果沒有實(shí)施CIDR技術(shù)，企業(yè)路由器的路由表中會(huì)有四條下連網(wǎng)段的路由條目，并且會(huì)把它通告給其他路由器。




通過實(shí)施CIDR技術(shù)，我們可以在企業(yè)的路由器上把這四條路由10.24.0.0/24，10.24.1.0/24，10.24.2.0/24，10.24.3.0/24匯聚成一條路由10.24.0.0/22。這樣，企業(yè)路由器只需通告10.24.0.0/22這一條路由，大大減少了路由表的規(guī)模。

9網(wǎng)關(guān)

大家都知道，從一個(gè)房間走到另一個(gè)房間，必然要經(jīng)過一扇門。同樣，從一個(gè)網(wǎng)絡(luò)向另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送信息，也必須經(jīng)過一道“關(guān)口”，這道關(guān)口就是網(wǎng)關(guān)。




那么網(wǎng)關(guān)到底是什么呢？網(wǎng)關(guān)實(shí)質(zhì)上是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)通向其他網(wǎng)絡(luò)的IP地址。比如有網(wǎng)絡(luò)A和網(wǎng)絡(luò)B，網(wǎng)絡(luò)A的IP地址范圍為“192.168.1.1~192. 168.1.254”，子網(wǎng)掩碼為255.255.255.0；網(wǎng)絡(luò)B的IP地址范圍為“192.168.2.1~192.168.2.254”，子網(wǎng)掩碼為255.255.255.0。




在沒有路由器的情況下，兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)之間是不能進(jìn)行TCP/IP通信的，即使是兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)連接在同一臺(tái)交換機(jī)（或集線器）上，TCP/IP協(xié)議也會(huì)根據(jù)子網(wǎng)掩碼（255.255.255.0）與主機(jī)的IP 地址作 “與” 運(yùn)算的結(jié)果不同判定兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的主機(jī)處在不同的網(wǎng)絡(luò)里。而要實(shí)現(xiàn)這兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)之間的通信，則必須通過網(wǎng)關(guān)。如果網(wǎng)絡(luò)A中的主機(jī)發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)包的目的主機(jī)不在本地網(wǎng)絡(luò)中，就把數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)給它自己的網(wǎng)關(guān)，再由網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)發(fā)給網(wǎng)絡(luò)B的網(wǎng)關(guān)，網(wǎng)絡(luò)B的網(wǎng)關(guān)再轉(zhuǎn)發(fā)給網(wǎng)絡(luò)B的某個(gè)主機(jī)（如附圖所示）。網(wǎng)絡(luò)A向網(wǎng)絡(luò)B轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包的過程。




報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)過程中，首先需要確定轉(zhuǎn)發(fā)路徑以及通往目的網(wǎng)段的接口，然后將報(bào)文封裝在以太幀中通過指定的物理接口轉(zhuǎn)發(fā)出去。如果目的主機(jī)與源主機(jī)不在同一網(wǎng)段，報(bào)文需要先轉(zhuǎn)發(fā)到網(wǎng)關(guān)，然后通過網(wǎng)關(guān)將報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)到目的網(wǎng)段。







總結(jié)







本章主要介紹了IP地址，大家有疑問可以后臺(tái)留言交流呀。