关于IP地址

我爱你文摘 2019-02-10

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打开我们的电脑，在开始界面的搜索框里输入cmd，可以进入命令行窗口。在命令行窗口中，键入ipconfig，按回车键，显示如下内容：

实验机的IP相关信息

可以看到，有IPv6地址，240e:92:f049:e485:c192:ab52:69b7:94db，也有IPv4地址，192.168.43.5。

IP使用三部分寻址模式：符号名、逻辑数字地址和物理数字地址。

①符号名（symbolic name），是人类可读的名称，具有特定的格式，比如www.toutiao.com，该名称也被叫作域名（Domain name）。要使域名是有效的，其必须对应于至少一个唯一的数字IP地址（numeric IP address）。

域名不仅仅指向数字地址，并且大多数人也是用域名来记忆和识别Internet上或是自己的网络上的特定主机。

②对于IPv4地址，比如上面提到的192.168.43.5，192.168.43.5被称为逻辑数字地址。IPv4的逻辑数字地址是由一组4个数字组成，各个数字之间用圆点分隔开，被称为点分十进制表示法（dotted decimal notation）。

IPv4的一组4个数字，每一个数字的范围为0~255，换成二进制表示就是0~11111111。这样，十进制下每一个数字的范围，就是二进制下八位字符串能够表示的最小值和最大值。在TCP/IP中，八位字符串一般被称为八字节（Ocet）。

将整个IPv4的逻辑数字地址的4个十进制数字全部换成二进制数字，每个数字由八位字符串表示，一个IPv4地址一共有32个位。

192.168.43.5，换成二进制表示为11000000101010000010101100000101。

对于IPv6地址，一个地址是由128个位组成，表示成一系列十六进制的值。地址分成8个分组，称为字（word），每个分组有4个字符，每个分组（字）之间用冒号分隔开。如果地址中的分组（字）只有0，就把连续几个0忽略，只保留分隔符。

举个例子，比如地址21da:00d3:0000:2f3b:02aa:00ff:fe28:9c5a，就可以改写作21da:d3:0:2f3b:2aa:ff:fe28:9c5a，其中21da就是这个IPv6地址的一个分组，或者也可以叫作字，转换成二进制就是一连串的一共128位数字。

任何一个数字IP地址，在ISO/OSI网络参考模型的网络层都发挥着重要作用，将一组唯一的数字分配给网络上的每一个网卡。

③物理数字地址，是一个6字节的数字地址，由网卡制造商固化到固件（芯片）上。在Windows系统的命令行窗口输入ipconfig /all，可显示如下内容：

实验机无线网卡的详细信息

可以看出本机无线网卡的MAC地址为74-40-BB-D0-38-F5。MAC地址，前3个字节为组织唯一标识符（OUI，organizationally unique identifier），表示所用网卡的制造商；后3个字节是另外一种唯一标识符，由制造商分配，使得网络上任何一块网卡都拥有一个唯一的物理数字地址（physical numeric address）。

物理数字地址作用于媒体访问控制层（Media Access Control，MAC层），该层是OSI网络参考模型中数据链路层的一个子层，因此物理数字地址也叫作MAC层地址，或是MAC地址都可以。

数据链路层中的逻辑链路控制子层（Logical Link Control，LLC），其作用是让网卡与同一物理电缆或网络段上的其他网卡建立点到点的连接，然后ARP协议（Address Resolution Protocol，地址解析协议）使计算机把数字IP地址转换为MAC地址，RARP协议（Reverse Address Resolution Protocol，反向地址解析协议）用于将MAC层地址转换为IP地址。

参考网络模型的分层特性，将MAC层地址与数据链路层（TCP/IP网络访问层）关联，将IP地址与网络层（TCP/IP网际层）关联。