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IP地址有什么用?

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IP地址有什么用?

本文关键字:IP、IP地址、公网IP、私网IP

一、IP和IP地址

IP其实是网际互连协议的缩写,但是我们通常会省略IP地址后面的地址两个字,直接用IP来代表计算机在网络上的一个标识,其实这是不严谨的。IP是整个互联网工作的核心,我们所说的IP地址其实只是其中的一个功能,即:IP定址,这是一个独一无二的地址,看到这里有些童鞋就会产生疑问,独一无二?四组数字装得下那么多机器吗?接下来我们就先介绍一下IP路由以及IP地址的分类。

1. IP的作用

当我们使用互联网时,最关心的问题是我的信息和行为能否成功发送出去,我能否收到来自外界的信息。通过IP,我们的需求得到了根本的保证。上文中说的发送与接收概括的说其实就是一种信息的传送,我们的各种操作会被各种应用软件以信息包(数据包)的形式进行传输。那这其中的问题就是如何从起点到达终点,并且这通常不是一条直达的高速公路,而是由不同的路由组建起来的阶梯,要经过多次的跳转才能抵达。

  • IP定址

接入网络的设备都必须有一个独一无二的IP地址,这样才能够标识一个目标。所以一台设备的一块网卡只能被分配到一个IP地址,也就是说一个IP地址只能被分配给一个设备。

  • IP路由

在解释路由之前,我们先回顾一下之前提到的问题。我们都知道,IP地址是由四组数字组成的,每组数字的范围都是0-255,那么所有可能的情况加起来也就只有42亿左右。据2019年初的数据统计,全世界的网民就已经达到了43.88亿,这还不考虑一个人坐拥多台可以接入互联网的设备。也就是说,如果只是单纯的为每一台接入互联网的设备直接分配一个IP地址,那臣妾真是做不到呢~

那么我们伟大的科学家又是如何解决这个问题的呢?那就是通过IP路由。每一个路由器相当于一个中转站,就好像一个个的信号基站(这并不是一个十分恰当的比喻),将某个区域的计算机或低一级的路由器统一来进行管理。IP地址的分配由各级路由来管理,经过这样的方式来管理后,我们的很多IP地址就可以得到复用了,相同的IP地址(非公网IP地址)就可以出现在不同的路由器下,因为它们并不会互相影响和产生冲突。基于这种机制,我们的设备其实是经过了多级路由之后才得以与互联网相连,那么路由器的作用就是负责选择路径,IP信息包是被传送的对象。

2. IP地址分类

根据该区域内需要连入互联网设备的数量我们架设不同类型的网络,通过二进制的换算我们就可以得知各类网络可容纳的设备的个数。下图给出了网络号与主机号对应的二进制位数,8个为一组,共计四组。

  • A类(主要用于大型网络)

0开头,网络号:7位,主机号:24位

  • B类(主要用于中型网络)

10开头,网络号:14位,主机号:16位

  • C类(主要用于小型网络)

110开头,网络号:21位,主机号:8位

  • D类(主要用于多路广播)

1110开头,多播组号:28位,224.0.0.0~239.255.255.255

  • E类(保留地址)

1110开头,剩余:27位,暂时保留,240.0.0.0~247.255.255.255

二、IP地址的作用

1. 公网IP地址

公网IP是全世界唯一的IP地址,无论我们在哪,这个IP地址的指向都是相同的。从上文我们已经知道,常用的A类、B类、C类IP地址可使用的公网IP网段如下(全0和全1通常会保留):

  • A类:1.0.0.0~126.0.0.0
  • B类:128.0.0.0-191.255.0.0
  • C类:192.0.0.0-223.255.255.0

2. 私网IP地址

私网IP地址指的是在某个局域网中,由路由器分配得到的IP地址,大家互不相同,统一通过一个公网IP地址连入互联网。

  • A类保留私网IP地址:10.0.0.0~10.255.255.255
  • B类保留私网IP地址:172.16.0.0~172.31.255.255
  • C类保留私网IP地址:192.168.0.0~192.168.255.255

理解了公网IP地址和私网IP地址之后我们就能够明白,为什么同一局域网内的两台设备可以直接互相访问,而不在同一局域网的两台机器不能直接互相访问。试想一下,如果我告诉对方的是我的私网IP地址,那么你知道我是在哪个局域网中的私网吗?如果我告诉你的是我的公网IP地址,这当中又有不知道多少台设备,你又如何能找到我?

3. 回送地址(环回地址)

我们注意到,在IP地址的范围中单单缺少了127,其实127.0.0.0~127.255.255.255这一范围表示的是环回地址,通常代表的就是机器自身。当我们安装了一些服务类型软件时,需要通过指定的端口来进行使用,而端口又是和机器相关的。比如,我们安装了一个MySQL数据库软件,使用时我们访问的是本机的3306端口,那用什么来代表本机呢?当然,我们可以使用路由器给我们分配的IP地址,但有一个问题,由路由器分配的IP地址有可能会发生变化,还有可能我们的电脑并没有连入路由器。这时,我们依然想要正常使用我们的数据库服务,最便捷的方法就是使用环回地址来代替,其中使用的最多的环回地址就是:127.0.0.1。当我们使用环回地址时,我们的请求不会惊动路由器,也可以说和路由器完全无关,产生的一系列行为都由我们的机器自己处理,并不会和公网产生数据。

三、获取IP信息

1. 公网(广域网)IP

如果需要知道当前的设备是通过哪一个公网IP地址在上网,或者想要知道自己当前的网络是由哪一个网络运营商提供的服务,可以直接在百度中搜索:ip,或使用http://www.ip138.com/等网站来进行查询。

2. 私网(局域网)IP

查看当前局域网ip可以通过命令快速进行查询,或者在网卡配置界面进行查看(IPv4协议地址)。

  • Windows:ipconfig
  • Linux/Mac:ifconfig

3. 路由跃点跟踪

如果我们想知道我们当前的设备到底经过了多少个路由才接入的互联网,可以使用如下命令。每一行就代表经过了一级路由,由于默认是发送三个数据包,所以返回的是三个响应时间,显示的星号代表超时或由于路由设置了防止ping攻击,所以我们无法查看到具体信息。

  • Windows:tracert
  • Linux/Mac:traceroute

本文分享自微信公众号 - 微光点亮星辰(SandTower),作者:沙塔的哲学

原文出处及转载信息见文内详细说明,如有侵权,请联系 yunjia_community@tencent.com 删除。

原始发表时间:2019-11-17

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