【网络基础】通俗易懂的搞明白什么是IP地址（大白话版）

本文内容通过网络搜索后积累的知识点整理所编撰，并采用通俗易懂的方式进行阐释，为了帮助刚入行的小伙伴快速理解IP地址。

我将定期更新文章，以修正其中的内容，并衷心欢迎读者们提出错误指正和补充建议。

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在了解什么是IP地址之前首先要知道什么是IP协议。它是“网络之间互联的协议”。我们就可以浅显的理解为一套规则，设备必须遵循这套规则才能实现网络的连接。

因此，在遵循IP协议的设备中，每个设备都必须拥有一个独特的地址，用以标示其在网络上的位置。这样当你向网络发送信息时，网络能够识别这些数据是由你发送的；相应地，当他人向你发送信息时，网络同样能够准确地将信息传送到你的设备。

IP地址的表示是一个32位的二进制数（本次文章我们先只讨论IPv4的地址），例如：

但我们通常看到的都是转换成十进制的样子，并且每8位转换后都带个.来分组，比如上面例子中转换成十进制位后为：

我们想查看自己电脑的IP地址可以通过几种方式

第一种方法

win+R键，输入ipconfig指令。在powershell或者cmd中输入也可以。

然后弹出

红色圈起的就是本机的IP地址

第二种方法

对你的网络图标右键

找到“网路和共享中心”，打开

点击你连接的网络

点击“详情信息”

第三种方法

直接百度搜索“IP”

但我们能够发现一个问题，为啥百度出来的IP地址和我们自己本机查看的不一样呢？ 本机为：

百度的结果为

这就要说一下公有IP地址和私有IP地址了

首先，让我们回顾一下：IP地址是由32位二进制数构成的，这意味着理论上有2的32次方，即4,294,967,296个可能的地址。然而，并非所有这些地址都可供使用，因为有些地址被预留了特殊用途（我们将在后续讨论这一点）。因此，实际可用的IP地址比想象中要少。

想象一下，如果世界上每个人都用手机上网，且每一个智能手机都需要独立的IP地址，那么在76亿人口中，我们所拥有的IP地址数量显然是远远不够的——更不用说还要考虑电脑等其他联网设备。因此，我们需要一些策略来确保地球上的每一台设备都能连入互联网。

如果同一个楼层、建筑或区域内的设备共享一个IP地址，这无疑会在数量上缓解一些压力。但问题来了：如果一个区域的所有设备都用同一个IP地址，当信息发送到互联网时，如何区分是谁发出的？互联网如何确定要将信息送达区域内的特定个人？就像你的快递地址只写到了“广东省深圳市福田区”，而没有详细到门牌号，快递公司怎么能准确送达呢？

这时候，拥有该IP地址的区域需要一套内部管理机制。以深圳市光明小区为例，假设它拥有一个公用IP地址。小区可以为每户居民分配私有IP地址，就像每户人家的门牌号一样，比如“A幢7楼701房”。即使邻近的黑暗小区也有一个相同的私有IP地址系统，可以出现同样的“A幢7楼701房”。 于是，小区居民的快递地址可以是：

“广东省深圳市福田区XX街道光明小区 A幢7楼701房”

这样一来，快递员会将快递送到光明小区，并由小区内的快递站贴心地根据“门牌号”送到你手上。这里的小区地址相当于公有IP，提供接收和发送快递的标识，而“A幢7楼701房”则相当于私有IP，小区负责向你投递快递。

因此，你在百度上搜索到的IP地址是你的公用IP，设备上显示的则是你的私有IP。这个对比就像是：

简而言之，公有IP是独一无二的，但私有IP可以不是唯一的——你和隔壁小区的朋友可能会有相同的私有IP，比如“192.168.1.4”。

了解了公有IP和私有IP的区别，我们知道能够连网的只有公有IP，而私有IP则需要依赖公有IP来实现联网。

在了解IP地址的分类之前，我们需要先知道一个网络请求是怎么传达到目的地的，方便我们对IP地址的分类有更好的理解。

以我们寄收快递的例子为例，这回快递的寄出地址和收货地址位于同一座城市的不同区域。

寄件地址：“广东省深圳市福田区XX街道光明小区 A幢7楼701房” 收件地址：“广东省深圳市南山区XX街道奥特曼小区 A幢2楼201房”

当我们在光明小区的快递站寄出快递后，它首先被送往福田区的快递分站。在那里，工作人员查询区域内的送货地址目录，但找不到匹配项，于是快递接着被转发至深圳市的总快递枢纽。

到达总站后，工作人员再次查阅深圳市的送货地址目录，这次他们发现地址实际上位于南山区的范围内。于是，快递被发往南山区的分站，从那里，经过逐级下放，最终准确无误地抵达收件人手中。

这整个快递寄送和接收的过程，实际上是网络信息传输流程的一个极其简化版。在此例中，快递分站和总站就相当于具有层级结构的路由器，而每个站点对应的“可送达地址目录”则类似于路由表。

换句话说，路由器中的路由表记录着下层路由器的公有IP地址。信息传送的过程涉及目标IP地址与路由表的核对：若不在当前层级，则继续向上级路由器发送；每个路由器都有一个分配给它的公有IP地址。

在很久之前，人们想到，如果路由器中的路由表存放的是全球所有IP的地址，那每次信息经过路由器的时候有多难找表啊，效率太低下，搭建互联网的成本也增高。不如把所有的IP地址做分类，就像把一个国家分成很多个省市区一样，每个快递站对应管理它下面的可送达地址即可。于是，IP地址的分类就出来了。

我们可以看到一个IP地址被分为网络号和主机号，然后又根据网络号的占位数来区分A-C类，为啥要这样分？拿A类地址举例。

一个A类地址，如图前8位是网络号，后26位为主机号。网络号还规定第一位必定是0，也就是网络号的范围为：0000 0000-0111 1111 转成十进制 0-127

但因为00000000和后面的主机号组成的是网络地址，01111111和后面的主机号组成的是广播地址，所以除去这两个一头一尾，网络号的范围就为 1-126 。（ps：1是给网关的比如路由器）

也就是A类的IP会长这样：1-126.xxx.xxx.xxx，然后每个网络号下的主机号有16,000,000个组合。例如126.12.3.1这个地址，被分类成了全球IP地址下的A类下的126网络号下的主机号为12.3.1的IP地址。B，C类同理。

在图表中我们可以看到，A类第一位被强制为0，B类前两位被强制为10，C类被强制为110，博主个人认为这样的强制是能让人快速的知道一个IP地址属于哪类。你看，由于被强制，所以每一类的地址前八位被划分了范围：

所以，我们只需要通过IP地址的第一组数值就能快速的判断是属于哪一类，然后就可以知道前多少位是网络号，后多少位是主机号。

IP地址有了分类以后，路由器的路由表就可以做的很小了。

通过分析A到C类的网络号与主机号之间的比率，我们可以看到A类地址的网络号数量很少，但可以拥有极多的主机号，从而非常适合于那些极大规模的企业或官方机构。这些机构尽管本身数量有限，但其内部的设备需求却十分庞大。然而，即便这样，为单一机构分配完整的A类IP地址后，拥有的1600万个IP地址在很多情况下也显得过剩。

B类地址则为中等规模的企业和政府机构保留，拥有更多的网络号，能够提供16384个，而每个网络号下的主机号同样多达65534个，这同样存在浪费的问题。

C类地址主要分配给小型组织，因为这类组织的数量最多，对IP地址的需求相对较小。

在过去，人们制定A到E类划分IP地址的规则是基于当时对未来终端设备数量的预估相对较低的背景。

当然，依照今日的标准来看，这样的思路显然是过于简单和不切实际的。虽然按A到E类进行划分本身是合理的，但随着现代需求的增长，网络号与主机号的原始分配方法显然已无法满足需求。

鉴于原来的分配方式既有资源浪费的问题，又不能满足不断增长的需求，人们开始寻找新的解决方案。因此，后来便引入了子网掩码这一概念。

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