IP地址详解（技术向）
一、核心定义
IP地址（Internet Protocol Address）是 网络层逻辑地址，用于在网络中唯一标识设备。本质上是 32位（IPv4）或128位（IPv6）二进制数。
- 本机的地址为127.0.0.1，主机名：localhost
- 192.168.0.0-192.168.255.255为私有地址，属于非注册地址，专门为组织机构内部使用
二、IPv4地址结构（重点）
1. 基本表示
# 二进制原始形式
11000000.10101000.00000001.00000001 # 32位
# 点分十进制（人类可读）
192.168.1.1 # 4个8位段（octet）
2. 地址组成
┌───────────────┬────────────────┐
│ 网络标识（NetID） │ 主机标识（HostID） │
└───────────────┴────────────────┘
- 网络部分：标识所属网络（类似区号）
- 主机部分：标识具体设备（类似电话号码）
3. 地址分类（传统方式）
| 类别 | 首字节范围 | 网络/主机划分 | 可用网络数 | 每个网络主机数 | 保留地址示例 |
|---|---|---|---|---|---|
| A类 | 1-126 | 前8位网络/后24位主机 | 126 | 16,777,214 | 10.0.0.0（私有） |
| B类 | 128-191 | 前16位网络/后16位主机 | 16,384 | 65,534 | 172.16.0.0 |
| C类 | 192-223 | 前24位网络/后8位主机 | 2,097,152 | 254 | 192.168.0.0 |
| D类 | 224-239 | 组播地址 | - | - | 224.0.0.9（OSPF） |
| E类 | 240-255 | 实验保留 | - | - | - |
三、现代寻址方案（CIDR）
1. 无类域间路由（Classless Inter-Domain Routing）
- 格式：
IP地址/前缀长度
例：192.168.1.0/24 - 子网掩码计算：
# /24对应子网掩码 11111111.11111111.11111111.00000000 -> 255.255.255.0
2. 地址规划示例
给定地址：172.16.0.0/16
需求：划分8个子网
计算过程：
1. 需要3位子网位（2^3=8）
2. 新掩码：/19 (16+3)
3. 每个子网地址块：
172.16.0.0/19
172.16.32.0/19
...
172.16.224.0/19
4. 每个子网可用主机数：2^(32-19)-2 = 8,190
四、IPv6地址（新一代协议）
1. 核心特征
- 128位地址空间（3.4×10^38个地址）
- 十六进制表示（冒号分隔）
- 示例：
2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334 - 例子中，20代表一个字节，其中2001，是两个字节。总长度为十六个字节
2. 地址压缩规则
# 前导零压缩
2001:0db8:02de::0e13 → 2001:db8:2de::e13
# 连续零段压缩
2001:0000:0000:0000:0000