IP地址有什么用？

IP地址有什么用？

本文關(guān)鍵字：IP、IP地址、公網(wǎng)IP、私網(wǎng)IP

一、IP和IP地址

IP其實是網(wǎng)際互連協(xié)議的縮寫，但是我們通常會省略IP地址后面的地址兩個字，直接用IP來代表計算機(jī)在網(wǎng)絡(luò)上的一個標(biāo)識，其實這是不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?。IP是整個互聯(lián)網(wǎng)工作的核心，我們所說的IP地址其實只是其中的一個功能，即：IP定址，這是一個獨(dú)一無二的地址，看到這里有些童鞋就會產(chǎn)生疑問，獨(dú)一無二？四組數(shù)字裝得下那么多機(jī)器嗎？接下來我們就先介紹一下IP路由以及IP地址的分類。

1. IP的作用

當(dāng)我們使用互聯(lián)網(wǎng)時，最關(guān)心的問題是我的信息和行為能否成功發(fā)送出去，我能否收到來自外界的信息。通過IP，我們的需求得到了根本的保證。
上文中說的發(fā)送與接收概括的說其實就是一種信息的傳送，我們的各種操作會被各種應(yīng)用軟件以信息包(數(shù)據(jù)包)的形式進(jìn)行傳輸。那這其中的問題就是如何從起點到達(dá)終點，并且這通常不是一條直達(dá)的高速公路，而是由不同的路由組建起來的階梯，要經(jīng)過多次的跳轉(zhuǎn)才能抵達(dá)。

• IP定址
  接入網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備都必須有一個獨(dú)一無二的IP地址，這樣才能夠標(biāo)識一個目標(biāo)。所以一臺設(shè)備的一塊網(wǎng)卡只能被分配到一個IP地址，也就是說一個IP地址只能被分配給一個設(shè)備。
• IP路由
  在解釋路由之前，我們先回顧一下之前提到的問題。我們都知道，IP地址是由四組數(shù)字組成的，每組數(shù)字的范圍都是0-255，那么所有可能的情況加起來也就只有42億左右。據(jù)2019年初的數(shù)據(jù)統(tǒng)計，全世界的網(wǎng)民就已經(jīng)達(dá)到了43.88億，這還不考慮一個人坐擁多臺可以接入互聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備。也就是說，如果只是單純的為每一臺接入互聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備直接分配一個IP地址，那臣妾真是做不到呢~

那么我們偉大的科學(xué)家又是如何解決這個問題的呢？那就是通過IP路由。每一個路由器相當(dāng)于一個中轉(zhuǎn)站，就好像一個個的信號基站（這并不是一個十分恰當(dāng)?shù)谋扔鳎?，將某個區(qū)域的計算機(jī)或低一級的路由器統(tǒng)一來進(jìn)行管理。IP地址的分配由各級路由來管理，經(jīng)過這樣的方式來管理后，我們的很多IP地址就可以得到復(fù)用了，相同的IP地址（非公網(wǎng)IP地址）就可以出現(xiàn)在不同的路由器下，因為它們并不會互相影響和產(chǎn)生沖突?；谶@種機(jī)制，我們的設(shè)備其實是經(jīng)過了多級路由之后才得以與互聯(lián)網(wǎng)相連，那么路由器的作用就是負(fù)責(zé)選擇路徑，IP信息包是被傳送的對象。

2. IP地址分類

根據(jù)該區(qū)域內(nèi)需要連入互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的數(shù)量我們架設(shè)不同類型的網(wǎng)絡(luò)，通過二進(jìn)制的換算我們就可以得知各類網(wǎng)絡(luò)可容納的設(shè)備的個數(shù)。下圖給出了網(wǎng)絡(luò)號與主機(jī)號對應(yīng)的二進(jìn)制位數(shù)，8個為一組，共計四組。

• A類（主要用于大型網(wǎng)絡(luò)）

0開頭，網(wǎng)絡(luò)號：7位，主機(jī)號：24位

• B類（主要用于中型網(wǎng)絡(luò)）

10開頭，網(wǎng)絡(luò)號：14位，主機(jī)號：16位

• C類（主要用于小型網(wǎng)絡(luò)）

110開頭，網(wǎng)絡(luò)號：21位，主機(jī)號：8位

• D類（主要用于多路廣播）

1110開頭，多播組號：28位，224.0.0.0~239.255.255.255

• E類（保留地址）

1110開頭，剩余：27位，暫時保留，240.0.0.0~247.255.255.255

二、IP地址的作用

1. 公網(wǎng)IP地址

公網(wǎng)IP是全世界唯一的IP地址，無論我們在哪，這個IP地址的指向都是相同的。從上文我們已經(jīng)知道，常用的A類、B類、C類IP地址可使用的公網(wǎng)IP網(wǎng)段如下（全0和全1通常會保留）：

• A類：1.0.0.0~126.0.0.0
• B類：128.0.0.0-191.255.0.0
• C類：192.0.0.0-223.255.255.0

  2. 私網(wǎng)IP地址

  私網(wǎng)IP地址指的是在某個局域網(wǎng)中，由路由器分配得到的IP地址，大家互不相同，統(tǒng)一通過一個公網(wǎng)IP地址連入互聯(lián)網(wǎng)。

• A類保留私網(wǎng)IP地址：10.0.0.0～10.255.255.255
• B類保留私網(wǎng)IP地址：172.16.0.0～172.31.255.255
• C類保留私網(wǎng)IP地址：192.168.0.0～192.168.255.255

理解了公網(wǎng)IP地址和私網(wǎng)IP地址之后我們就能夠明白，為什么同一局域網(wǎng)內(nèi)的兩臺設(shè)備可以直接互相訪問，而不在同一局域網(wǎng)的兩臺機(jī)器不能直接互相訪問。試想一下，如果我告訴對方的是我的私網(wǎng)IP地址，那么你知道我是在哪個局域網(wǎng)中的私網(wǎng)嗎？如果我告訴你的是我的公網(wǎng)IP地址，這當(dāng)中又有不知道多少臺設(shè)備，你又如何能找到我？

3. 回送地址（環(huán)回地址）

我們注意到，在IP地址的范圍中單單缺少了127，其實127.0.0.0~127.255.255.255這一范圍表示的是環(huán)回地址，通常代表的就是機(jī)器自身。當(dāng)我們安裝了一些服務(wù)類型軟件時，需要通過指定的端口來進(jìn)行使用，而端口又是和機(jī)器相關(guān)的。比如，我們安裝了一個MySQL數(shù)據(jù)庫軟件，使用時我們訪問的是本機(jī)的3306端口，那用什么來代表本機(jī)呢？當(dāng)然，我們可以使用路由器給我們分配的IP地址，但有一個問題，由路由器分配的IP地址有可能會發(fā)生變化，還有可能我們的電腦并沒有連入路由器。這時，我們依然想要正常使用我們的數(shù)據(jù)庫服務(wù)，最便捷的方法就是使用環(huán)回地址來代替，其中使用的最多的環(huán)回地址就是：127.0.0.1。當(dāng)我們使用環(huán)回地址時，我們的請求不會驚動路由器，也可以說和路由器完全無關(guān)，產(chǎn)生的一系列行為都由我們的機(jī)器自己處理，并不會和公網(wǎng)產(chǎn)生數(shù)據(jù)。

三、獲取IP信息

1. 公網(wǎng)（廣域網(wǎng)）IP

如果需要知道當(dāng)前的設(shè)備是通過哪一個公網(wǎng)IP地址在上網(wǎng)，或者想要知道自己當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)是由哪一個網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商提供的服務(wù)，可以直接在百度中搜索：ip，或使用http://www.ip138.com/等網(wǎng)站來進(jìn)行查詢。

2. 私網(wǎng)（局域網(wǎng)）IP

查看當(dāng)前局域網(wǎng)ip可以通過命令快速進(jìn)行查詢，或者在網(wǎng)卡配置界面進(jìn)行查看（IPv4協(xié)議地址）。

• Windows：ipconfig
• Linux/Mac：ifconfig

3. 路由躍點跟蹤

如果我們想知道我們當(dāng)前的設(shè)備到底經(jīng)過了多少個路由才接入的互聯(lián)網(wǎng)，可以使用如下命令。每一行就代表經(jīng)過了一級路由，由于默認(rèn)是發(fā)送三個數(shù)據(jù)包，所以返回的是三個響應(yīng)時間，顯示的星號代表超時或由于路由設(shè)置了防止ping***，所以我們無法查看到具體信息。

• Windows：tracert
• Linux/Mac：traceroute