IPv4 - 寻址

IPv4 支持三种不同类型的寻址模式。-

单播寻址方式

在这种模式下，数据仅发送到一台目标主机。目标地址字段包含目标主机的 32 位 IP 地址。这里客户端将数据发送到目标服务器 -

单播寻址

广播寻址模式

在这种模式下，数据包被发送到一个网段中的所有主机。目标地址字段包含一个特殊的广播地址，即255.255.255.255。当主机在网络上看到此数据包时，它必然会处理它。这里客户端发送一个数据包，所有服务器都会接收该数据包 -

广播寻址

组播寻址方式

这种模式是前两种模式的混合，即发送的数据包既不是发往单个主机，也不是发往网段上的所有主机。在这个数据包中，目的地址包含一个以224.xxx开头的特殊地址，可以被多个主机接收。

组播寻址

这里，一台服务器发送由多个服务器接收的数据包。每个网络都有一个为网络号保留的 IP 地址（代表该网络）和一个为广播地址保留的 IP 地址（代表该网络中的所有主机）。

分层寻址方案

IPv4 使用分层寻址方案。IP 地址长度为 32 位，分为两部分或三部分，如图所示 -

IP 寻址

单个 IP 地址可以包含有关网络及其子网以及最终主机的信息。该方案使 IP 地址能够分层，其中网络可以有许多子网，而子网又可以有许多主机。

子网掩码

32 位 IP 地址包含有关主机及其网络的信息。区分两者是非常有必要的。为此，路由器使用子网掩码，其长度与IP地址中网络地址的大小相同。子网掩码也是 32 位长。如果二进制 IP 地址与其子网掩码进行 AND 运算，结果将生成网络地址。例如，假设 IP 地址为 192.168.1.152，子网掩码为 255.255.255.0，则 -

IP 子网掩码

这样，子网掩码有助于从 IP 地址中提取网络 ID 和主机。现在可以识别出 192.168.1.0 是网络号，192.168.1.152 是该网络上的主机。

二进制表示

位置值方法是将二进制值从十进制值转换为最简单的形式。IP 地址是 32 位值，分为 4 个八位字节。二进制八位位组包含 8 位，每个位的值可以通过位值“1”在八位位组中的位置来确定。

二进制表示

位的位置值由 2 的幂（位置 – 1）决定，即位置 6 处的位 1 的值是 2^(6-1)，即 2^5，即 32。八位字节是通过将位的位置值相加来确定的。11000000 的值为 128+64 = 192。一些示例如下表所示 -

IP 位模式