全球IP地址是由Internet Assigned Numbers Authority (IANA)负责管理和分配的,IANA将IP地址分配给区域互联网注册机构(RIRs),由它们进一步分配给各个国家、地区或互联网服务提供商(ISPs)。
1. IPv4地址和IPv6地址
IPv4:IPv4地址是32位的,分为4组,每组8位,用“.”分隔,例如 192.168.0.1。IPv4地址空间有限,共有约43亿个地址。
IPv6:IPv6地址是128位的,采用十六进制数表示,共有340万亿亿亿亿个地址(340兆兆)。IPv6的设计主要是为了解决IPv4地址耗尽的问题。
2. 地址分类
IPv4地址被划分为不同的地址类别,用于不同的用途:
A类地址:用于大型网络,起始地址范围是 1.0.0.0 到 126.0.0.0。
B类地址:用于中型网络,起始地址范围是 128.0.0.0 到 191.255.0.0。
C类地址:用于小型网络,起始地址范围是 192.0.0.0 到 223.255.255.0。
D类地址:用于组播,地址范围是 224.0.0.0 到 239.255.255.255。
E类地址:用于实验和研究,地址范围是 240.0.0.0 到 255.255.255.255。
3. 私有地址和公共地址
一些IP地址被保留为私有地址,用于内部网络,不用于互联网:
A类私有地址:10.0.0.0 - 10.255.255.255
B类私有地址:172.16.0.0 - 172.31.255.255
C类私有地址:192.168.0.0 - 192.168.255.255
其他IP地址则称为公共地址,由IANA分配给RIRs,再由RIRs分配给互联网服务提供商和组织,用于在互联网上通信。
- 区域互联网注册机构(RIRs)划分
全球被划分为五个区域,由不同的区域注册机构管理:
ARIN(American Registry for Internet Numbers):负责北美地区。
RIPE NCC(Réseaux IP Européens Network Coordination Centre):负责欧洲、中东和中亚地区。
APNIC(Asia-Pacific Network Information Centre):负责亚太地区。
LACNIC(Latin America and Caribbean Network Information Centre):负责拉丁美洲和加勒比地区。
AFRINIC(African Network Information Centre):负责非洲地区。
5. IP地址的分配过程
IANA分配:IANA将大块的IP地址空间分配给RIRs,例如分配一个/8的IPv4地址块(256个A类地址)给一个RIR。
RIR分配:RIR再将其分配的地址空间进一步分配给本区域内的ISP或大型组织,例如/16或/24地址块。
ISP分配:ISP获取到地址块后,将它们分配给最终用户,如家庭用户、公司、数据中心等。
6. CIDR表示法
随着IP地址的需求增加,采用了无类别域间路由(CIDR),CIDR表示法使用“/”后接数字来表示网络前缀长度。例如:
/24 表示子网掩码为 255.255.255.0,共256个地址。
/16 表示子网掩码为 255.255.0.0,共65536个地址。
CIDR不仅提高了IP地址的利用效率,还便于IP地址的分配和管理。
- 特殊地址
广播地址(如255.255.255.255):用于向同一网络中的所有设备发送数据。
环回地址(如127.0.0.1):用于本机测试网络功能。
- IPv6的分配
IPv6地址空间的分配和IPv4类似,也由IANA和RIRs分层管理,采用/32、/48等前缀表示不同大小的子网。IPv6大大扩展了地址空间,支持未来的网络发展需求。