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IP地址有什麼用？
本文關鍵字：IP、IP地址、公網IP、私網IP
文章目錄
一、IP和IP地址
IP其實是網際互連協議的縮寫，但是我們通常會省略IP地址後面的地址兩個字，直接用IP來代表計算機在網絡上的一個標識，其實這是不嚴謹的。IP是整個互聯網工作的核心，我們所說的IP地址其實只是其中的一個功能，即：IP定址，這是一個獨一無二的地址，看到這裏有些童鞋就會產生疑問，獨一無二？四組數字裝得下那麼多機器嗎？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
當我們使用互聯網時，最關心的問題是我的信息和行爲能否成功發送出去，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用軟件以信息包(數據包)的形式進行傳輸。那這其中的問題就是如何從起點到達終點，並且這通常不是一條直達的高速公路，而是由不同的路由組建起來的階梯，要經過多次的跳轉才能抵達。
- IP定址
接入網絡的設備都必須有一個獨一無二的IP地址，這樣才能夠標識一個目標。所以一臺設備的一塊網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地址是由四組數字組成的，每組數字的範圍都是0-255，那麼所有可能的情況加起來也就只有42億左右。據2019年初的數據統計，全世界的網民就已經達到了43.88億，這還不考慮一個人坐擁多臺可以接入互聯網的設備。也就是說，如果只是單純的爲每一臺接入互聯網的設備直接分配一個IP地址，那臣妾真是做不到呢~
那麼我們偉大的科學家又是如何解決這個問題的呢？那就是通過IP路由。每一個路由器相當於一箇中轉站，就好像一個個的信號基站（這並不是一個十分恰當的比喻），將某個區域的計算機或低一級的路由器統一來進行管理。IP地址的分配由各級路由來管理，經過這樣的方式來管理後，我們的很多IP地址就可以得到複用了，相同的IP地址（非公網IP地址）就可以出現在不同的路由器下，因爲它們並不會互相影響和產生衝突。基於這種機制，我們的設備其實是經過了多級路由之後才得以與互聯網相連，那麼路由器的作用就是負責選擇路徑，IP信息包是被傳送的對象。
2. IP地址分類
根據該區域內需要連入互聯網設備的數量我們架設不同類型的網絡，通過二進制的換算我們就可以得知各類網絡可容納的設備的個數。下圖給出了網絡號與主機號對應的二進制位數，8個爲一組，共計四組。
- A類（主要用於大型網絡）
0開頭，網絡號：7位，主機號：24位 - B類（主要用於中型網絡）
10開頭，網絡號：14位，主機號：16位 - C類（主要用於小型網絡）
110開頭，網絡號：21位，主機號：8位 - D類（主要用於多路廣播）
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，剩餘：27位，暫時保留，240.0.0.0~247.255.255.255
二、IP地址的作用
1. 公網IP地址
公網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。從上文我們已經知道，常用的A類、B類、C類IP地址可使用的公網IP網段如下（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IP地址
私網IP地址指的是在某個局域網中，由路由器分配得到的IP地址，大家互不相同，統一通過一個公網IP地址連入互聯網。
- A類保留私網IP地址：10.0.0.0～10.255.255.255
- B類保留私網IP地址：172.16.0.0～172.31.255.255
- C類保留私網IP地址：192.168.0.0～192.168.255.255
理解了公網IP地址和私網IP地址之後我們就能夠明白，爲什麼同一局域網內的兩臺設備可以直接互相訪問，而不在同一局域網的兩臺機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IP地址，那麼你知道我是在哪個局域網中的私網嗎？如果我告訴你的是我的公網IP地址，這當中又有不知道多少臺設備，你又如何能找到我？
3. 回送地址（環回地址）
我們注意到，在IP地址的範圍中單單缺少了127，其實127.0.0.0~127.255.255.255這一範圍表示的是環回地址，通常代表的就是機器自身。當我們安裝了一些服務類型軟件時，需要通過指定的端口來進行使用，而端口又是和機器相關的。比如，我們安裝了一個MySQL數據庫軟件，使用時我們訪問的是本機的3306端口，那用什麼來代表本機呢？當然，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地址有可能會發生變化，還有可能我們的電腦並沒有連入路由器。這時，我們依然想要正常使用我們的數據庫服務，最便捷的方法就是使用環回地址來代替，其中使用的最多的環回地址就是：127.0.0.1。當我們使用環回地址時，我們的請求不會驚動路由器，也可以說和路由器完全無關，產生的一系列行爲都由我們的機器自己處理，並不會和公網產生數據。
三、獲取IP信息
1. 公網（廣域網）IP
如果需要知道當前的設備是通過哪一個公網IP地址在上網，或者想要知道自己當前的網絡是由哪一個網絡運營商提供的服務，可以直接在百度中搜索：ip，或使用http://www.ip138.com/等網站來進行查詢。
2. 私網（局域網）IP
查看當前局域網ip可以通過命令快速進行查詢，或者在網卡配置界面進行查看（IPv4協議地址）。
- Windows：ipconfig
- Linux/Mac：ifconfig
3. 路由躍點跟蹤
如果我們想知道我們當前的設備到底經過了多少個路由才接入的互聯網，可以使用如下命令。每一行就代表經過了一級路由，由於默認是發送三個數據包，所以返回的是三個響應時間，顯示的星號代表超時或由於路由設置了防止ping攻擊，所以我們無法查看到具體信息。
- Windows：tracert
- Linux/Mac：traceroute
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