如何查詢你電腦的IP地址？一文帶你搞懂IP地址

前言

上一章介紹了數據鏈路層——以太網數據幀的報文格式（你知道以太網數據幀在網絡中如何發送和接收的嗎？一文帶你搞懂它），本章介紹下網絡層——IP地址。

你們都知道計算機都會有一個IP地址，只有配置了IP地址的主機才能夠上網，IP地址的獲取能夠手動靜態配置，也能夠經過DHCP動態獲取IP地址。

以下圖所示，本機是自動獲取IP地址的，若是使用靜態的方式配置IP地址，須要配置IP地址、子網掩碼、默認網關。

如何查看本機動態獲取的地址呢？

經過cmd打開命令提示符，輸入「ipconfig」,以下圖所示能夠看到本機獲取的IP地址爲192.168.1.25, 子網掩碼爲255.255.255.0，網關爲192.168.1.1。

上面查詢到的地址是私網地址，那麼如何查看本身的公網地址呢？以下圖，本機使用的公網地址是114.252.113.101，使用的是北京聯通的地址。

正文

1 什麼是IP地址：
IP地址（Internet Protocol Address）是指互聯網協議地址，又叫網際協議地址。
IP地址是IP協議（IP協議是爲計算機網絡相互鏈接進行通訊而設計的協議）提供的一種統一的地址格式，它爲互聯網上的每個網絡和每一臺主機分配一個邏輯地址，以此來屏蔽物理MAC地址的差別。

IP地址就像是咱們的家庭住址同樣，若是你要寫信給一我的，你就要知道他（她）的地址，這樣郵遞員才能把信送到。計算機發送信息就比如是郵遞員，它必須知道惟一的「家庭地址」才能不至於把信送錯人家。只不過咱們的地址是用文字來表示的，計算機的地址用二進制數字表示。

2 IP地址做用

IP地址用來標識網絡中的設備，具備IP地址的設備能夠在同一網段內或跨網段通訊。（後續會介紹網絡中的主機如何經過IP地址進行通訊的）

IP地址包括兩部分，第一部分是網絡號，表示IP地址所屬的網段，第二部分是主機號，用來惟一標識本網段上的某臺網絡設備。

3 IP地址表示
IPv4地址爲32比特的二進制數，一般用點分十進制表示

IP地址是一個32位的二進制數，一般被分割爲4個「8位二進制數」（也就是4個字節）。

IP地址一般用「點分十進制」表示成（a.b.c.d）的形式，其中，a,b,c,d都是0~255之間的十進制整數。

例：點分十進IP地址（100.4.5.6），其實是32位二進制數（01100100.00000100.00000101.00000110）。

二進制和十進制轉換：

例如：100=64+32+4=2^6+2^5+2^2 ,那麼100的二進制就是 0110 0100 。

4 IP地址分類

IPv4地址被劃分爲A、B、C、D、E五類，每類地址的網絡號包含不一樣的字節數。

A類，B類，和C類地址爲可分配IP地址，每類地址支持的網絡數和主機數不一樣。

好比，A類地址可支持126個網絡，每一個網絡支持2^24 （16,777,216 )個主機地址，另外每一個網段中的網絡地址和廣播地址不能分配給主機。

C類地址支持200多萬個網絡，每一個網絡支持256個主機地址，其中254個地址能夠分配給主機使用。

D類地址爲組播地址。主機收到以D類地址爲目的地址的報文後，且該主機是該組播組成員，就會接收並處理該報文。

各種IP地址能夠經過第一個字節中的比特位進行區分。

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

5 私有地址、特殊地址:

IPv4中的部分IP地址被保留用做特殊用途。

爲節省IPv4地址，A， B， C類地址段中都預留了特定範圍的地址做爲私網地址。

如今，世界上全部終端系統和網絡設備須要的IP地址總數已經超過了32位IPv4地址所能支持的最大地址數4，294，967，296。爲主機分配私網地址節省了公網地址，能夠用來緩解IP地址短缺的問題。企業網絡中廣泛使用私網地址，不一樣企業網絡中的私網地址能夠重疊。默認狀況下，網絡中的主機沒法使用私網地址與公網通訊；當須要與公網通訊時，私網地址必須轉換成公網地址。

私有地址範圍:
10.0.0.0~10.255.255.255

172.16.0.0~172.31.255.255

192.168.0.0~192.168.255.255

還有其餘一些特殊IP地址，如127.0.0.0網段中的地址爲環回地址，用於診斷網絡是否正常。IPv4中的第一個地址0.0.0.0表示任何網絡，這個地址的做用將在路由原理中詳細介紹。IPv4中的最後一個地址255.255.255.255是0.0.0.0網絡中的廣播地址。

特殊地址
127.0.0.0 ~ 127.255.255.255

0.0.0.0

255.255.255.255

6 子網掩碼:

上面介紹到IP地址由網絡部分和主機部分組成，那麼如何區分呢？子網掩碼用於區分網絡部分和主機部分。

子網掩碼與IP地址的表示方法相同。

每一個IP地址和子網掩碼一塊兒能夠用來惟一的標識一個網段中的某臺網絡設備。子網掩碼中的1表示網絡位，0表示主機位。

例如：子網掩碼 255.128.0.0表示網絡位爲9位，主機位爲23位。

默認子網掩碼：

每類IP地址有一個缺省子網掩碼。

A類地址的缺省子網掩碼爲8位，即第一個字節表示網絡位，其餘三個字節表示主機位。

B類地址的缺省子網掩碼爲16位，所以B類地址支持更多的網絡，可是主機數也相應減小。

C類地址的缺省子網掩碼爲24位，支持的網絡最多，同時也限制了單個網絡中主機的數量。

可變長子網掩碼

有類IP地址缺陷：

若是企業網絡中但願經過規劃多個網段來隔離物理網絡上的主機，使用缺省子網掩碼就會存在必定的侷限性。網絡中劃分多個網段後，每一個網段中的實際主機數量可能頗有限，致使不少地址未被使用。

如圖所示的場景下，C類地址的缺省子網掩碼爲24位，能夠支持254臺這主機，而圖中只有30臺主機，若是使用缺省子網掩碼的編址方案，則地址使用率很低。

爲了提升IP地址的使用率，採用可變長子網掩碼可解決上述問題。

缺省子網掩碼能夠進一步劃分，成爲變長子網掩碼（VLSM）。經過改變子網掩碼，能夠將網絡劃分爲多個子網。

本例中的地址爲C類地址，缺省子網掩碼爲24位。現借用一個主機位做爲網絡位，借用的主機位變成子網位。一個子網位有兩個取值0和1，所以可劃分兩個子網。該比特位設置爲0，則子網號爲0，該比特位設置爲1，則子網號爲128。將剩餘的主機位都設置爲0，便可獲得劃分後的子網地址；將剩餘的主機位都設置爲1，便可獲得子網的廣播地址。每一個子網中支持的主機數爲2^7-2（減去子網地址和廣播地址），即126個主機地址。

可變長子網掩碼緩解了使用缺省子網掩碼致使的地址浪費問題，同時也爲企業網絡提供了更爲有效的編址方案。本例中須要使用可變長子網掩碼來劃分多個子網，借用必定數量的主機位做爲子網位的同時，剩餘的主機位必須保證有足夠的IP地址供每一個子網上的全部主機使用。

7 IP地址規劃：
IP地址在網絡中是分配給主機和設備使用的，那麼如何分配IP地址呢？

經過子網掩碼能夠判斷主機所屬的網段、網段上的廣播地址、以及網段上支持的主機數。

例如：主機地址爲192.168.1.7，子網掩碼爲24位（C類IP地址的缺省掩碼），從中咱們能夠判斷該主機位於192.168.1.0/24網段。將IP地址中的主機位所有置爲1，並轉換爲十進制數，便可獲得該網段的廣播地址192.168.1.255。網段中支持的主機數爲2^n,n爲主機位的個數。本例中n=8，2^8=256，減去本網段的網絡地址和廣播地址，可知該網段支持254個有效主機地址。

注意：

每一個網段上都有兩個特殊地址不能分配給主機或網絡設備。

第一個是該網段的網絡地址，該IP地址的主機位爲全0，表示一個網段。

第二個地址是該網段中的廣播地址，目的地址爲廣播地址的報文會被該網段中的全部網絡設備接收。廣播地址的主機位爲全1。

除網絡地址和廣播地址之外的其餘IP地址能夠做爲網絡設備的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IP地址的分類邊界，將路由表中的若干條路由匯聚爲一條路由，減小了路由表的規模，提升了路由器的可擴展性。

如上圖所示，一個企業分配到了一段A類網絡地址，10.24.0.0/22。該企業準備把這些A類網絡分配給各個用戶羣，目前已經分配了四個網段給用戶。若是沒有實施CIDR技術，企業路由器的路由表中會有四條下連網段的路由條目，而且會把它通告給其餘路由器。

經過實施CIDR技術，咱們能夠在企業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，企業路由器只需通告10.24.0.0/22這一條路由，大大減小了路由表的規模。

9 網關

你們都知道，從一個房間走到另外一個房間，必然要通過一扇門。一樣，從一個網絡向另外一個網絡發送信息，也必須通過一道「關口」，這道關口就是網關。

那麼網關究竟是什麼呢？網關實質上是一個網絡通向其餘網絡的IP地址。好比有網絡A和網絡B，網絡A的IP地址範圍爲「192.168.1.1~192. 168.1.254」，子網掩碼爲255.255.255.0；網絡B的IP地址範圍爲「192.168.2.1~192.168.2.254」，子網掩碼爲255.255.255.0。

在沒有路由器的狀況下，兩個網絡之間是不能進行TCP/IP通訊的，即便是兩個網絡鏈接在同一臺交換機（或集線器）上，TCP/IP協議也會根據子網掩碼（255.255.255.0）與主機的IP 地址做 「與」 運算的結果不一樣斷定兩個網絡中的主機處在不一樣的網絡裏。而要實現這兩個網絡之間的通訊，則必須經過網關。若是網絡A中的主機發現數據包的目的主機不在本地網絡中，就把數據包轉發給它本身的網關，再由網關轉發給網絡B的網關，網絡B的網關再轉發給網絡B的某個主機（如附圖所示）。網絡A向網絡B轉發數據包的過程。

報文轉發過程當中，首先須要肯定轉發路徑以及通往目的網段的接口，而後將報文封裝在以太幀中經過指定的物理接口轉發出去。若是目的主機與源主機不在同一網段，報文須要先轉發到網關，而後經過網關將報文轉發到目的網段。

總結

本章主要介紹了IP地址，你們有疑問能夠後臺留言交流呀。