1995年第二次信息化浪潮以來，網(wǎng)絡(luò)從萌芽逐步走向世界互聯(lián)。尤其伴隨IPv6協(xié)議和新一代5G移動通信技術(shù)，萬物互聯(lián)的時(shí)代正大步向我們走來。

我們之所以能夠在網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的通信，依靠的都是我們聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的IP地址。IP地址猶如設(shè)備在互聯(lián)網(wǎng)中的家庭住址，數(shù)據(jù)包正是通過在網(wǎng)絡(luò)中尋址IP，最終從源地址發(fā)送到目的地址。

1 IP地址 & MAC地址？

現(xiàn)有IPv4地址是由32位二進(jìn)制數(shù)表示，為了方便記憶和表達(dá)，每8bit為一組分組，并將每組轉(zhuǎn)化為十進(jìn)制數(shù)，用“.”隔開，組成我們?nèi)粘Ｉ钪兴姷腎P地址。

IP地址由網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識和主機(jī)標(biāo)識組成，網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識用來區(qū)分IP地址是否屬于同一網(wǎng)段，主機(jī)地址即MAC地址。

那什么是MAC地址？

MAC地址是燒錄進(jìn)設(shè)備ROM中，用以唯一標(biāo)識設(shè)備的身份標(biāo)簽，每一個網(wǎng)卡的MAC地址都是世界惟一的。IP地址可能由于設(shè)備所接入不同區(qū)域、網(wǎng)口，有所變動；MAC地址，有生之年，至死不渝。

MAC地址由48位比特位組成，同樣為了直觀描述，用十六進(jìn)制數(shù)進(jìn)行表示。

IP地址正是根據(jù)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識和主機(jī)標(biāo)識，分為A、B、C、D、E五類。其中，D類和E類用作特殊用途，本文不加討論，其他IP地址分類規(guī)則如下：

A類IP，其首位必須以“0”開頭，1-8比特位為網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識，后24位為主機(jī)標(biāo)識。因此，其IP范圍寬度為：

A類IP：0.0.0.0- 127.255.255.255

B類IP，其首位必須以“10”開頭，1-16比特位為網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識，后16位為主機(jī)標(biāo)識。因此，其IP范圍寬度為：

B類IP：128.0.0.0- 191.255.255.255

C類IP，其首位必須以“110”開頭，1-24比特位為網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識，后8位為主機(jī)標(biāo)識。因此，其IP范圍寬度為：

C類IP：192.0.0.0- 223.255.255.255

根據(jù)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識和主機(jī)標(biāo)識，每種IP地址所能容納的網(wǎng)段數(shù)量和主機(jī)數(shù)量：

2 信息在網(wǎng)絡(luò)中是如何傳輸?shù)?

數(shù)據(jù)包在互聯(lián)網(wǎng)中的傳輸，十分類似快遞包裹在物流網(wǎng)絡(luò)中的運(yùn)送。

以雙十一網(wǎng)購為例：

我們下單A區(qū)貨物后，由A區(qū)域附近的物流網(wǎng)點(diǎn)進(jìn)行攬件，運(yùn)送至轉(zhuǎn)運(yùn)中心A，再由轉(zhuǎn)運(yùn)中心A運(yùn)送至直連的轉(zhuǎn)運(yùn)中心B，轉(zhuǎn)運(yùn)中心B將包裹分發(fā)到B區(qū)域的網(wǎng)點(diǎn)，由快遞員派件（實(shí)際過程涉及更多級轉(zhuǎn)運(yùn)節(jié)點(diǎn)）。

在此過程中，大數(shù)據(jù)中心會自動計(jì)算最佳的寄送路線，生成一張包含出發(fā)地、目的地的快遞單。物流轉(zhuǎn)運(yùn)中心和各級網(wǎng)點(diǎn)，就是根據(jù)這張快遞單，實(shí)現(xiàn)快遞包括的分揀、導(dǎo)流，確定快遞下一站的運(yùn)送信息。

我們的快遞包裹正是經(jīng)過物流公司網(wǎng)點(diǎn)、轉(zhuǎn)運(yùn)中心以及快遞員等多個節(jié)點(diǎn)流轉(zhuǎn)的物流網(wǎng)絡(luò)，最終到達(dá)我們手上。

這種快遞運(yùn)送方式，成為軸輻式物流網(wǎng)絡(luò)。

這里的快遞包裹就相當(dāng)于網(wǎng)絡(luò)中需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包，網(wǎng)點(diǎn)與轉(zhuǎn)運(yùn)中心、轉(zhuǎn)運(yùn)中心與直連的轉(zhuǎn)運(yùn)中心，就是數(shù)據(jù)鏈路，不同鏈路組成的物流網(wǎng)絡(luò)就是我們所說的互聯(lián)網(wǎng)。

互聯(lián)網(wǎng)是數(shù)據(jù)鏈路的集合?？爝f單據(jù)上面的出發(fā)地和目的地，就是源MAC地址和目的MAC地址，而各級分揀系統(tǒng)，其實(shí)就是路由器。

所以說，IP地址是互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)中唯一的地址標(biāo)簽。

3 公網(wǎng) & 私網(wǎng)？

問題來了，既然IP地址是互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備唯一的地址標(biāo)簽，為什么我們通過網(wǎng)絡(luò)和DOS命令查詢的本機(jī)IP是不同的？

通俗理解，IP地址可分為公有地址（公網(wǎng)IP）和私有地址（內(nèi)網(wǎng)IP）。

通過百度查詢的IP地址，正是公網(wǎng)IP地址，是我們內(nèi)網(wǎng)設(shè)備訪問外部網(wǎng)絡(luò)的唯一通道。內(nèi)網(wǎng)IP則由路由器分配，方便局域網(wǎng)內(nèi)設(shè)備之間的互相通信。

前面說了，現(xiàn)有IPv4地址是由32位二進(jìn)制數(shù)表示，為了方便記憶和表達(dá)，每8 bit為一組分組，并將每組轉(zhuǎn)化為十進(jìn)制數(shù)，用“.”隔開，組成我們?nèi)粘Ｉ钪兴姷腎P地址。

若以2的32次方計(jì)算，全球可聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備：2^32 = 4294967296（臺）

事實(shí)上，目前全球設(shè)備“網(wǎng)絡(luò)化”的進(jìn)程才達(dá)到25%左右，待入網(wǎng)的設(shè)備數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過這個數(shù)量。

而且，由于IP地址是由“網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識 主機(jī)標(biāo)識”共同組成，使得實(shí)際能夠聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備數(shù)量少了很多。

如果每個聯(lián)網(wǎng)設(shè)備都分配一個公網(wǎng)IP地址，顯然，是很匱乏的。因而，才有了公網(wǎng)IP和內(nèi)網(wǎng)IP的概念，公網(wǎng)IP通過路由器分配內(nèi)網(wǎng)IP，讓更多設(shè)備接入互聯(lián)網(wǎng)。

4 為什么你的IP都是192.168？

公網(wǎng)IP的地址十分有限。在常用的A、B、C三類地址中，絕大多數(shù)地址其實(shí)都是公網(wǎng)IP地址。公網(wǎng)IP是需要向國際互聯(lián)網(wǎng)信息中心申請注冊，才能使用的。

疑惑來了，那么公網(wǎng)IP和內(nèi)網(wǎng)IP，怎么區(qū)分呢？

為什么我們常見的局域網(wǎng)的IP地址都是192.168.XXX.XXX這類IP呢？

IPv4地址協(xié)議中預(yù)留了3個IP地址段，專門用作私有地址，僅供內(nèi)網(wǎng)使用。這三個私網(wǎng)網(wǎng)段，恰好分布在A、B、C三類IP地址中：

A類地址：10.0.0.0--10.255.255.255

B類地址：172.16.0.0--172.31.255.255

C類地址：192.168.0.0--192.168.255.255

目測可見，私網(wǎng)地址中可容納的主機(jī)數(shù)量為A>>B>>C，所以私有網(wǎng)段的分配是按需分配。

常見的家庭局域網(wǎng)容量相對小，則常用C網(wǎng)段的私網(wǎng)：192.168.xxx.xxx

而大型企業(yè)，則選擇主機(jī)容量大的A類或B類私網(wǎng)，作為局域網(wǎng)IP。

比如我公司的主機(jī)私網(wǎng)IP為：172.16.xx.xx