一、IPV4地址结构


​结构特点：​

  • 总共由32位二进制组成，每8位二进制被分为一块，并且用.号隔开，因此每一组的范围是[0，255]
  • IPV4地址能表示的地址个数：4294967296


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二、IPV6地址结构


​结构特点：​

  • 地址长度总共为128位，是IPV4地址长度的4倍
  • 每16位二进制被分为一块，每块之间用:号隔开，并且每块用十六进制表示
  • IPV6地址能表示的地址个数：340282366920938463463374607431768211456

​例如：​一块包含8个块的IPv6地址可写为5f:05:2000:80ad:5800:0058:0800:2023:1d71



IPV6地址结构的简化书写方法

  • ​①一个块中前导的零不必书写。​例如上面的例子中，地址可以简写为5f:05:2000:80ad:5800:58:800:2023:1d71
  • ​②全零的块可以省略，并用符号::替代。​IPV6地址0:0:0‥0:0:0:0:1可简写为::1。地址2001:0db8:0:0:0:0:0:2可简写为2001:db8::2。（注意：为了避免出现歧义，一个IPV6地址中符号::只能使用一次）
  • ​③在IPv6格式中嵌人IPv4地址可使用混合符号形式，紧接着IPv4部分的地址块的值为ffff，地址的其余部分使用点分四组格式​。例如IPV6地址::ffff:10.0.0.1可表示IPV4地址10.0.0.1，它被称为IPV4映射的IPV6地址
  • ​④IPv6地址的低32位通常采用点分四组表示法。​IPv6地址::0102:fool相当于地 址::1.2.240.10它被称为IPv4兼容的IPv6（需要注意，IPv4兼容地址与IPv4映射地址不同，它们只是在能用类似IPv4地址的方式书写或由软件处理方面给人以兼容的感觉。这种地 址最初用于IPv4和IPv6之间的过渡计划,但现在不再需要）

TCP/IP卷一:03---Internet地址之（IP地址结构）_广播地址_02



IPV6地址在URL中的使用

  • IPv6地址中的冒号分隔符可能与其 他分隔符混淆，例如IP地址和端日号之间使用的冒号。在这种情况下，用括号字符[和]包围IPv6地址

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IPV6地址的书写规则

  • ①前导的零必须压缩(例如, 200::0db8::0022变成200:db8::22 )
  • ②::只能用于影响最大的地方(压缩最多的零)，但并不只是针对16位的块。如果多个块中包含等长度的零，顺序靠前的块将被替换为::
  • ③a到f的十六进制数字应该用小写表示


三、IPv4地址的分类


​按种类分为：​

  • 单播
  • 组播
  • 任播



​按格式分为5种等级：A、B、C、D、E​

  • A、B、C：用于Internet中的接口分配地址（单播地址）
  • D：组播使用
  • E：保留

​蓝色的为Net_ID，绿色的为Host_ID​

  • A类：​0xxxxxxx​.​xxxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx​（地址范围：0.xx.xx.xx  ~ 127.xx.xx.xx）
  • B类：​10xxxxxx.xxxxxxxx​.​xxxxxxxx.xxxxxxxx（​地址范围：128.xx.xx.xx  ~ 191.xx.xx.xx​）​
  • C类：​110xxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx​.​xxxxxxxx（​地址范围：192.xx.xx.xx ~ 223.xx.xx.xx​）​
  • D类：​1110xxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx（​地址范围：224.xx.xx.xx ~ 239.xx.xx.xx​）​
  • E类：​1111xxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx（​地址范围：240.xx.xx.xx ~ 255.xx.xx.xx​）​

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  • ​例如：​A类网络的网络号为7位自有位，因此可以表示为128个网络数，而主机号有24位，因此可以表示的主机数为16777216个

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四、网络号、主机号的概念

一个主机的IP地址被分为两个字段

  • ​网络号（Net_ID）：​用于识别主机用的IP地址在哪个网络中可被发现
  • ​主机号（Host_ID）：​用于表示在特定网络号下的某个特定主机

五、广播地址、网段地址


  • ​网段地址（Network IP）：​Host_ID的比特位全为0，代表网段地址
  • ​广播地址（Broadcast IP）：​Host_ID的比特位全为1，代表广播地址

​注意：​

  • 网段地址和广播地址不能被普通主机所使用，因此一个类型的地址网络中有2个特殊的IP不能被普通用户使用，例如C类网络中能被普通用户使用的主机数为256-2=254个



​例如：我的IP地址类型属于C类，并且网络号码为192.168.43，则​

  • 网段地址为：192.168.43.0  （11000000.10101000.101011.​00000000​）
  • 广播地址为：192.168.43.255  （11000000.10101000.101011.​11111111​）


六、IPv4与IPv6地址的转换

  • 在有些网络中，可能需要在IPv4和IPv6之间转换


转换的方法

  • 方案一：一个已制定用于单播转换的框架
  • 方案二：一个正在开发的用于组播转换的方案：一 个基本功能是提供自动、基于算法的地址转换例如，使用“知名的” IPv6前缀64:ff9b::/96或其他指定前缀，定义了如何在单播地址中实现它



方案二使用一种特殊地址格式，称为嵌入IPv4的IPv6地址。这种地址在IPv6地址内部包含IPv4地址。它可采用6种格式之一来编码， IPv6前缀长度必须是下列数值之一: 32、 40、 48、 56、 64或96

  • 在该图中，前缀既可以是一个众所周知的前缀，也可以是组织为转换器分配的唯一前缀
  • 第64至71位必须设置为0，以保持与指定标识符的兼容性。后缀的位被保留，并且应设置为0
  • 然后，采用简单方法来生成嵌人IPv4的IPv6地址：将IPv6前缀与32位的IPv4地址相串联，并确保第64至71位被设置为0 (如果有必要，插人)。在后缀的后面增加0，直到生成一个128位地址
  • 嵌人IPv4的IPv6地址使用96位前缀选项，该选项通常用前面提到的IPv6映射地址来表示。例如，嵌入IPv4地址198.51.100.16和众所周知的前缀，生成地址64::ff96::198.51.100.16

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