概览

本文简要介绍 IPv4、公有地址和私有地址、IP 地址的组成方式以及子网划分的原理。

注意：

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目录

  1. IPv4 网络入门
  2. 私有地址与公有地址
  3. IP 网络结构
  4. 子网划分入门
  5. 相关文章

IPv4 网络入门

希望在网络上进行通信的 节点 会获得唯一的 网络地址，并正式称为 主机。IPv4 规定了 主机 在网络上标识自身的寻址系统。

IPv4 地址由四个八位组组成，每个八位组是各个位值的总和，其中每个位的值代表 2 的对应位置次方。在八位组中从左到右，位值从 2 的 8 次方一直到 2 的 0 次方。例如，地址 0.0.0.0 的每个八位组都包含 8 个零位，而地址 255.255.255.255 的每个八位组都包含 8 个一位。

ipv4-octets-summed.png

图表显示了以二进制表示的 IPv4 地址 10.5.37.156（十进制表示法）。

私有地址与公有地址

广义而言，IPv4 地址分为两种类型。私有地址（通常称为 RFC 1918 地址）分配给每个 局域网 中的 IPv4 主机。IPv4 私有地址由以下三个 网络 IP 范围 组成，按从大到小的顺序列出：

  • 10.0.0.0/8：10.0.0.0 至 10.255.255.255（00001010.00000000.00000000.00000000 - 00001010.11111111.11111111.11111111）
  • 172.16.0.0/12：172.16.0.0 至 172.31.255.255（10101100.00010000.00000000.00000000 - 10101100.00011111.11111111.11111111）
  • 192.168.0.0/16：192.168.0.0 至 192.168.255.255（11000000.10100100.00000000.00000000 - 11000000.10100100.11111111.11111111）

不属于这些范围的 IP 地址会被视为“保留地址”，或作为公网上使用的 公有地址。私有 IP 地址可以在所有 LAN 中重复使用，而公有 IPv4 地址通常分配给 唯一的面向 WAN 的接口。

IP 网络结构

每个网络中的第一个地址称为 网络 ID，最后一个地址称为 广播 ID。虽然这两个地址都不应作为 主机 地址使用，但 主机 会在本地和网络间通信中引用它们，管理员在创建网络时也会使用它们。

网络范围 通常由 网络 ID 和 网络掩码 定义。网络掩码也称为前缀，看起来类似主机 IPv4 地址，但从左到右包含特定数量的 1 位。

因此，前缀 缩写为斜杠加上 1 位的总数。以下网络范围的表示方式如下：

  • 10.0.0.0 - 10.255.255.255 缩写为 10.0.0.0（网络 ID），其 前缀 为 /8，即 10.0.0.0/8。
  • 172.16.0.0 - 172.31.255.255 缩写为 172.16.0.0（网络 ID），其 前缀 为 /12，即 172.16.0.0/12。
  • 192.168.0.0 - 192.168.255.255 缩写为 192.168.0.0（网络 ID），其 前缀 为 /16，即 192.168.0.0/16。

子网划分入门

前缀或网络掩码可以包含 0 到 32 位。随着 前缀 长度增加，网络范围 会缩小，反之亦然。增加 前缀 也是进行子网划分的方式。子网划分是网络连接的重要组成部分，可以将较大的网络划分为较小的网络。

请注意，192.168.0.0/16 表示从 192.168.0.0 到 192.168.255.255 的所有地址。

将前缀 /17 应用于同一个网络范围 192.168.0.0/16 后，会创建两个较小的子网络；同样，/18 会创建 4 个子网，/19 会创建 8 个子网，以此类推，直到 /24，最多可以创建 256 个子网。再以 192.168.0.0/24 网络为例，创建子网络需要更长的前缀（/25、/26 等），这会减少每个网络中的主机数量，但会创建更多子网络。

您可以使用子网计算器进一步熟悉 IPv4 寻址并练习子网划分。虽然在 静态 和 DHCP 寻址 中主机地址易于理解，但 子网划分 对于路由、防火墙等网络功能尤其重要。

Network_Mask.png

详细展示如何根据初始网络范围（例如 192.168.0.0/24）创建子网络（/25、/26 等）。

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