IP地址分类及范围
最后更新：2022-07-22 15:01:25 手机定位技术交流文章
前言：IP地址由网络号(netid)和主机号(hostid)两个层次组成，IP地址的层次结构与互联网的层次结构是相互对应的，IP地址常用的主流格式为IPV4与IPV6两种。
IP地址的层次结构与互联网的层次结构相符,在互联网中使用的IP地址也采用了层次结构。 IP地址由两个层组成:网络编号(netid)和主编号。
因此,IP地址的地址方法清楚地载有地址信息。 如果您给出一个特定的IP地址,您就可以立即知道它位于哪一个网络上,这对IP互联网路由的选择带来极大的好处。
因为IP地址不仅包含主机本身的地址信息,而且包含主机网络的地址信息。 因此,在将主机从一个网络转移到另一个网络时,必须修改主机IP地址,以正确反映这一变化。
假如现在有一个IP地址202.113.100.81需要从网络一转移到网络二，那么当它加入网络二后，必须为它分配新的IP地址，否则就无法与互联网上的其他主机正常通信。
一旦您选择IP地址的长度并决定将地址分成两部分,必须决定每个部分有多少座位。接口部分需要足够的位数,以允许分配一个独特的网络号码给每个互联网的物理网络,接口部分也需要足够的位数,以允许每个属于同一网络的计算机被分配到一个单个接口。
因为一个部分增加一个,另一个部分减少一个,选择一个大的前缀可以容纳大量的网络,但限制每个网络的大小;选择一个大的后缀意味着每个物理网络可以包含更多的计算机,但限制网络的总数。
IPv4协议指定IP地址为32位,这些32位包括网络代码部分(netid)和 hostid部分。
那么这些32位数中哪位代表网络号码,哪位代表主机号码?
在互联网中，有的网络具有成千上万台主机，而有的网络仅仅有几台主机。为了适应各种网络规模的不同，IP协议将IP地址分成A、B、 C、D和E五类，它们分别使用IP地址的前几位加以区分。
原则上,n-bit前缀允许2n不同的网络,而n-bit前缀允许2n的垃圾主机在指定的网络上。
①A类IP地址
类 A IP地址意味着:在IP地址的四个段落中,第一段的数字是网络号码,其余的三个数字是本地计算机的数目。如果IP地址在二进制模式中表示,类AIP地址由一字节网络地址和三字节主机地址组成,网络地址的顶层必须为0。A类IP地址的网络的识别长度为7位,主机标识符长24位,A类网络地址较少,它可以用于最大1600万主机的大型网络。
②B类IP地址
类BIP地址意味着:在IP地址的四个段落中,第一两段的数字是网络数字,B类IP地址由两个字节的网络地址和两个字节的主机地址组成,网络地址的顶层必须是“10”。类B1P地址的网络的识别长度为14位,主机标识符长16位,B类网络地址适用于中型网络,每个网络可以容纳60万多台计算机。
③C类lP地址
C类IP地址意味着:在IP地址的四个段落中,第一三段的数字是网络号码,剩余的数字是本地计算机的数目。如果IP地址在二进制模式中表示。c类IP地址由三字节网络地址和一字节主机地址组成,网络地址的顶层必须是“10”。C类IP地址的网络的识别长度为21位,主机标识符长8位。C类网络地址较多,适用于小型本地网络,每个网络不能包含超过254台计算机。
④D类IP地址
D类地址用于IP网络中的团体广播,D类广播地址机制具有有限的实用性,群广播地址是唯一能引导消息到预定义IP地址组的网络地址。像其他地址空间一样,D-类地址空间也有其数学局限性,其中D-类地址常数110的第一个4位。
⑤E类IP地址
E类地址被定义但却为腓保留作研究之用，因此Intemet上没有可用的E类地址。
一般来说,国际互联网信息中心在分配IP地址时按网络分配,所以我们只使用A类、B类和C类讨论网络地址。
但是随着计算机网络的迅速发展和人们在日常生活中的广泛使用,欧洲网络协调中心(RIPE NCC)于2019年11月正式宣布,全球共有43亿IPv4地址已经分配。这意味着现有IPv4地址资源不再可以分配给ISP(网络服务提供者)。
为了解决IPV4地址资源的枯竭,IETF团队在1998年计划设计一个相对完美的新代地址资源-IPv6,该年引入了新的IPv6协议。现在到了网络时代的新一代,新世代IPv6协议版本地址的容量更大,数据格式更简单,通信效率比IPv4协议版本地址高。但目前互联网社会使用的设备几乎都支持IPv4地址协议,IPv4和IPv6格式不统一,协议内容不兼容。那么两者之间的区别是什么?如何定义和分类IPv6格式?
IPv6地址表示方法
IPV6的16字节(128bit)地址采用如下记法：每2个字节一组，共分8组，每个组使用16个步骤的表示方法,将该组与该组分开,用前缀“:”。例如，8000：0000：0000：0000：1234：5678：90ab：defo．
如果有太多的0,可以使用双重缩写来替换,例如上面的IP地址
它可以缩短为: 800:1234:5678:90ab:def0
支持IPv4地址,例如0:0:0;0;0;0;202.119.224.80
在这个例子中，左边6个16进制数域以IPv6成组冒号分隔的，右面的4个字节以IPv4地址的十进制数格式予以表示，该地址格式也可写成：：：202．119．224．80
IPv6地址分类
IPv6在地址前面使用不同的前缀来表示不同的地址分类。
序列 00: 保留。
010前缀:根据运营商的地址,分配给公司,使公司能够向用户提供网络服务。
前缀100:基于地理的地址,类似IPv4地址。
接口11010:用于单一链接或子网络地址的本地链接地址,不能集成到整个地址系统中。
接头11011:本地区域地址,只有本地含义,适用于使用防火墙防止信息泄露。
prefix 11:多发地址,用于发送数据消息到一系列地址。
5.IPV4和IPV6报告的差异
IPv4头条的特征
版本(version)：协议版本号，对于IPv4该字段值设置为4。
报头长度(Header length)：32位／字的数据报头长度。
服务级别(Type 0f service)：指定优先级、可靠性及延迟参数。
数据单位长度(Total lengch)：IP总的数据报长度。
标识符(Fragrnent identification)：表示协议、源和目的的特征。
旗帜:包括额外的旗帜。
分段偏移量(Flagment offset):分段偏移量（以64位为单位)。
生命周期(Time to live)：允许跨越的网络节点或gateway的数目。
用户协议（ Protocolid):请求IP的协议层。
报头校验（Header checksum):只适应于报头。
源地址( Source address〉和目的地址(Destination address):16位网络地址，48位网络内主机地址。
选择项(Options):鉴定额外的业务。
填充区( Padding):确保报头的长度为32位的整数倍。
IPv6字节特征:
IPV6数据报告格式由三个部分组成:IP数据头部、扩展头部(下一个头部)和高级别数据。 IPv6数据头部长40字节,定义如下:
版本: 指示版本数, IPV6字段值设置为6
②优先级((Priority)：当该字段为0～7时，表示在阻塞发生时允许进行延时处理，值越大优先级越高：当该字段为8～15时表示处理以固定速率传输的实时业务，值越大优先级越高。
Fldw标签: 路由器在连接前根据Fldw标签的价值采取不同的策略.
④负载长度(Payload length)：指扣除报头后的净负载长度。
⑤下一个(扩展)头(The next header)：如果该数据有附加的扩展头，则该字段标识紧跟的下一个扩展头；若无，则标识传输层协议种类，如UDP、TCP。
hop limit: 这是传输限制,它设置以防止数据消息传输的连续循环。 项目首先被初始化,然后每当它通过路由器时,值被减少一个,数据消息在值被降低到零时被丢弃,并且仍未到达目标的末端。
⑦源地址（Source address）和目的地址(Destination address):提供收发双方的IP地址。
此外,IPv6作为新一代IP协议,添加了一个扩展标题,结构如下:
①逐项选项头(Hop—by—hop option head—er)：该字段定义了途经路由器所需检验的信息。
目标标题: 包含目标网站处理的任意信息.
③路由选项头(Routing)：提供了到达目的地所必须经过的中间路由器。
四部分(FragrrIentation)标题:IPv6与IPv4类似处理该段,包括数据声明标识符、段数和是否终止标识符。
⑤认证(AutheIltication)头：该字段保证了目的端对源端的身份验证。
⑥加载安全负载(Secudty encrypted payload)头：该字段对负载进行加密，以防止数据在传输过程中发生信息泄露。
所以IPV6与IPV4不管是从格式还是分类来说，都有很大不同。IP地址从32位变为128位，而且IPv4中一些低效率或很少使用的方面已经被废除或修改。
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