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前言
本章将会讲解tcp/ip中IP地址的概念与应用
一.什么是IP地址
IP 地址是一个唯一地址，用于标识互联网或本地网络上的设备。IP 代表“互联网协议”，它是控制通过互联网或本地网络发送的数据格式的一组规则。本质上，IP 地址是允许在网络上的设备之间发送信息的标识符：它们包含位置信息，并使设备可进行通信。
- 主机唯一的标识，保证主机间正常通信
- 一种网络编码，用来确定网络中一个节点
- IP地址由32位二进制（32bit）组成，点分十进制表示
二.IP地址的组成
ip地址是由“网络号”和“主机号”组成的。每个IP地址包括两个标识码（ID），即网络ID和主机ID；同一个物理网络上的所有主机都使用同一个网络ID，网络上的一个主机有一个主机ID与其对应。
- 网络部分（network）
- 主机部分（host）
三.IP地址分类
Internet委员会定义了5种IP地址类型以适合不同容量的网络，即A类~E类。
其中A、B、C 3类（如图）由InternetNIC在全球范围内统一分配，D、E类为特殊地址。
A类IP地址
一个A类IP地址是指， 在IP地址的四段号码中，第一段号码为网络号码，剩下的三段号码为本地计算机的号码。如果用二进制表示IP地址的话，A类IP地址就由1字节的网络地址和3字节主机地址组成，网络地址的最高位必须是“0”。A类IP地址中网络的标识长度为8位，主机标识的长度24位，A类网络地址数量较少，有126个网络，每个网络可以容纳主机数达1600多万台。
- A类IP地址 地址范围1.0.0.1到126.255.255.254
（二进制表示为：00000001 00000000 00000000 00000001 - 01111111 11111111 11111111 11111110）最后一个地址是广播地址。
B类IP地址
一个B类IP地址是指，在IP地址的四段号码中，前两段号码为网络号码。如果用二进制表示IP地址的话，B类IP地址就由2字节的网络地址和2字节主机地址组成，网络地址的最高位必须是“10”。B类IP地址中网络的标识长度为16位，主机标识的长度为16位，B类网络地址适用于中等规模的网络，有16384个网络，每个网络所能容纳的计算机数为6万多台。
-
B类IP地址地址范围128.0.0.1-191.255.255.254
（二进制表示为：10000000 00000000 00000000 00000001----10111111 11111111 11111111 11111110）最后一个是广播地址。
C类IP地址
一个C类IP地址是指，在IP地址的四段号码中，前三段号码为网络号码，剩下的一段号码为本地计算机的号码。如果用二进制表示IP地址的话，C类IP地址就由3字节的网络地址和1字节主机地址组成，网络地址的最高位必须是“110”。C类IP地址中网络的标识长度为24位，主机标识的长度为8位，C类网络地址数量较多，有209万余个网络。适用于小规模的局域网络，每个网络最多只能包含254台计算机。
- C类IP地址范围192.0.0.1-223.255.255.254
（二进制表示为: 11000000 00000000 00000000 00000001 - 11011111 11111111 11111111 11111110）
D类IP地址
- D类IP地址，第一个字节以“1110”开始，它是一个专门保留的地址。
D类IP地址在历史上被叫做多播地址(multicast address)，即组播地址。在以太网中，多播地址命名了一组应该在这个网络中应用接收到一个分组的站点。多播地址的最高位必须是“1110”，范围从224.0.0.0到239.255.255.255。
E类IP地址
E类IP地址是以“1111”开始，他的第一字节的范围是240~255，为将来使用保留。
其中240.0.0.0~255.255.255.254作为保留地址，255.255.255.255作为广播地址。
- A: 1-126
- B：128-191
- C：192-223
- D：224-239
- E：240-255
A、B、C三类地址主机范围大小
- A: 2的24次方
- B：2的16次方
- C：2的8次方
什么是私有地址
私有IP地址是您的网络路由器分配给您的设备的地址。同一网络中的每台设备都被分配了一个唯一的私有IP地址（有时称为私有网络地址）——这就是同一内部网络上的设备相互通信的方式。
私有IP地址允许连接到同一网络的设备相互通信，而无需连接到整个互联网。通过使外部主机或用户更难以建立连接，私有IP有助于加强特定网络（例如您的家庭或办公室）内的安全性。这就是为什么您可以通过无线连接在家中的打印机打印文档，但您的邻居不会意外地将他们的文件发送到您的打印机的原因。
私有地址 满足企业用户在内部网络中使用的需求 私有地址不能在Internet上使用 私有地址包括3组
- A类：10.0.0.0-10.255.255.255
- B类：172.16.0.0-172.31.255.255
- C类：192.168.0.0-192.168.255.255
四.子网掩码
1.什么是子网掩码
子网掩码(subnet mask)又叫网络掩码、地址掩码、子网络遮罩，它用来指明一个IP地址的哪些位标识的是主机所在的子网，以及哪些位标识的是主机的位掩码。子网掩码不能单独存在，它必须结合IP地址一起使用。
子网掩码是一个32位地址，用于屏蔽IP地址的一部分以区别网络标识和主机标识，并说明该IP地址是在局域网上，还是在广域网上。
子网掩码计算器
地址： 子网掩码计算器
用来确定IP的网络地址 A、B、C三类地址的默认子网掩码
- A类：255.0.0.0
- B类：255.255.0.0
- C类：255.255.255.0
五.常用的网络测试工具
1. Netperf
Netperf是一种网络性能的测量工具，主要针对基于TCP或UDP的传输。Netperf根据应用的不同，可以进行不同模式的网络性能测试，即批量数据传输（bulk data transfer）模式和请求/应答（request/reponse）模式。Netperf测试结果所反映的是一个系统能够以多快的速度向另外一个系统发送数据，以及另外一个系统能够以多快的速度接收数据。
2. Iperf3
iperf3是一种用于主动测量IP网络上可实现的最大带宽的工具。
它支持调整与时序、缓冲区和协议（TCP、UDP、带有 IPv4 和 IPv6 的 SCTP）相关的各种参数。对于每次测试，它都会报告带宽、损耗和其他参数 。这是一个新的实现，它不与原始iperf共享代码，也不向后兼容。
3.ping
ping （Packet Internet Groper）是一种因特网包探索器，用于测试网络连接量的程序 。Ping是工作在 TCP/IP网络体系结构中应用层的一个服务命令， 主要是向特定的目的主机发送 ICMP（Internet Control Message Protocol 因特网报文控制协议）Echo 请求报文，测试目的站是否可达及了解其有关状态.
4.Tracert
Tracert（跟踪路由）是路由跟踪实用程序，用于确定 IP数据包访问目标所采取的路径。Tracert 命令使用用 IP 生存时间 (TTL) 字段和 ICMP 错误消息来确定从一个主机到网络上其他主机的路由.其命令格式如下。tracert [-d] [-h maximum_hops] [-j computer-list] [-w timeout] target_name
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