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IP地址(Internet Protocol Address)是指互联网协议地址,又译为网际协议地址。IP地址是IP协议提供的一种统一的地址格式,它为互联网上的每一个网络和每一台主机分配一个逻辑地址,以此来屏蔽物理地址的差异。 展开全文
IP地址(Internet Protocol Address)是指互联网协议地址,又译为网际协议地址。IP地址是IP协议提供的一种统一的地址格式,它为互联网上的每一个网络和每一台主机分配一个逻辑地址,以此来屏蔽物理地址的差异。
信息
简    称
IP地址
分    类
IPV4,IPV6
中文名
互联网协议地址
外文名
Internet Protocol Address
IP地址简介
IP协议是为计算机网络相互连接进行通信而设计的协议。在因特网中,它是能使连接到网上的所有计算机网络实现相互通信的一套规则,规定了计算机在因特网上进行通信时应当遵守的规则。任何厂家生产的计算机系统,只要遵守IP协议就可以与因特网互连互通。各个厂家生产的网络系统和设备,如以太网、分组交换网等,它们相互之间不能互通,不能互通的主要原因是因为它们所传送数据的基本单元(技术上称之为“帧”)的格式不同。IP协议实际上是一套由软件程序组成的协议软件,它把各种不同“帧”统一转换成“IP数据报”格式,这种转换是因特网的一个最重要的特点,使所有各种计算机都能在因特网上实现互通,即具有“开放性”的特点。正是因为有了IP协议,因特网才得以迅速发展成为世界上最大的、开放的计算机通信网络。因此,IP协议也可以叫做“因特网协议”。IP协议中还有一个非常重要的内容,那就是给因特网上的每台计算机和其它设备都规定了一个唯一的地址,叫做“IP地址”。由于有这种唯一的地址,才保证了用户在连网的计算机上操作时,能够高效而且方便地从千千万万台计算机中选出自己所需的对象来。IP地址就像是我们的家庭住址一样,如果你要写信给一个人,你就要知道他(她)的地址,这样邮递员才能把信送到。计算机发送信息就好比是邮递员,它必须知道唯一的“家庭地址”才能不至于把信送错人家。只不过我们的地址是用文字来表示的,计算机的地址用二进制数字表示。IP地址被用来给Internet上的电脑一个编号。大家日常见到的情况是每台联网的PC上都需要有IP地址,才能正常通信。我们可以把“个人电脑”比作“一台电话”,那么“IP地址”就相当于“电话号码”,而Internet中的路由器,就相当于电信局的“程控式交换机”。IP地址是一个32位的二进制数,通常被分割为4个“8位二进制数”(也就是4个字节)。IP地址通常用“点分十进制”表示成(a.b.c.d)的形式,其中,a,b,c,d都是0~255之间的十进制整数。例:点分十进IP地址(100.4.5.6),实际上是32位二进制数(01100100.00000100.00000101.00000110)。
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  • ip地址
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    2021-01-12 22:44:31

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    IP地址的分类

    我们说过因62616964757a686964616fe78988e69d8331333238653861特网是把全世界的无数个网络连接起来的一个庞大的网间网,每个网络中的计算机通过其自身的IP地址而被唯一标识的,据此我们也可以设想,在INTERNET上这个庞大的网间网中,每个网络也有自己的标识符。这与我们日常生活中的电话号码很相像,例如有一个电话号码为0515163,这个号码中的前四位表示该电话是属于哪个地区的,后面的数字表示该地区的某个电话号码。与上面的例子类似,我们把计算机的IP地址也分成两部分,分别为网络标识和主机标识。同一个物理网络上的所有主机都用同一个网络标识,网络上的一个主机(包括网络上工作站、服务器和路由器等)都有一个主机标识与其对应?IP地址的4个字节划分为2个部分,一部分用以标明具体的网络段,即网络标识;另一部分用以标明具体的节点,即主机标识,也就是说某个网络中的特定的计算机号码。例如,盐城市信息网络中心的服务器的IP地址为210.73.140.2,对于该IP地址,我们可以把它分成网络标识和主机标识两部分,这样上述的IP地址就可以写成:

    网络标识:210.73.140.0

    主机标识: 2

    合起来写:210.73.140.2

    由于网络中包含的计算机有可能不一样多,有的网络可能含有较多的计算机,也有的网络包含较少的计算机,于是人们按照网络规模的大小,把32位地址信息设成三种定位的划分方式,这三种划分方法分别对应于A类、B类、C类IP地址。

    1.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7位,主机标识的长度为24位,A类网络地址数量较少,可以用于主机数达1600多万台的大型网络。

    2.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,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14位,主机标识的长度为16位,B类网络地址适用于中等规模规模的网络,每个网络所能容纳的计算机数为6万多台。

    3.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21位,主机标识的长度为8位,C类网络地址数量较多,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。

    除了上面三种类型的IP地址外,还有几种特殊类型的IP地址,TCP/IP协议规定,凡IP地址中的第一个字节以“lll0”开始的地址都叫多点广播地址。因此,任何第一个字节大于223小于240的IP地址是多点广播地址;IP地址中的每一个字节都为0的地址(“0.0.0.0”)对应于当前主机;IP地址中的每一个字节都为1的IP地址(“255.255.255.255”)是当前子网的广播地址;IP地址中凡是以“llll0”的地址都留着将来作为特殊用途使用;IP地址中不能以十进制“127”作为开头,27.1.1.1用于回路测试,同时网络ID的第一个6位组也不能全置为“0”,全“0”表示本地网络。

    三、IP的寻址规则

    1.网络寻址规则

    A、 网络地址必须唯一。

    B、 网络标识不能以数字127开头。在A类地址中,数字127保留给内部回送函数。

    C、 网络标识的第一个字节不能为255。数字255作为广播地址。

    D、 网络标识的第一个字节不能为“0”,“0”表示该地址是本地主机,不能传送。

    2.主机寻址规则

    A、主机标识在同一网络内必须是唯一的。

    B、主机标识的各个位不能都为“1”,如果所有位都为“1”,则该机地址是广播地址,而非主机的地址。

    C、主机标识的各个位不能都为“0”,如果各个位都为“0”,则表示“只有这个网络”,而这个网络上没有任何主机。

    四、IP子网掩码概述

    1.子网掩码的概念

    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,还是在远程网上。

    2.确定子网掩码数

    用于子网掩码的位数决定于可能的子网数目和每个子网的主机数目。在定义子网掩码前,必须弄清楚本来使用的子网数和主机数目。

    定义子网掩码的步骤为:

    A、确定哪些组地址归我们使用。比如我们申请到的网络号为 “210.73.a.b”,该网络地址为c类IP地址,网络标识为“210.73”,主机标识为“a.b”。

    B、根据我们现在所需的子网数以及将来可能扩充到的子网数,用宿主机的一些位来定义子网掩码。比如我们现在需要12个子网,将来可能需要16个。用第三个字节的前四位确定子网掩码。前四位都置为“1”,即第三个字节为“11110000”,这个数我们暂且称作新的二进制子网掩码。

    C、把对应初始网络的各个位都置为“1”,即前两个字节都置为“1”,第四个字节都置为“0”,则子网掩码的间断二进制形式为:“11111111.11111111.11110000.00000000”

    D、把这个数转化为间断十进制形式为:“255.255.240.0”

    这个数为该网络的子网掩码。

    3.IP掩码的标注

    A、无子网的标注法

    对无子网的IP地址,可写成主机号为0的掩码。如IP地址210.73.140.5,掩码为255.255.255.0,也可以缺省掩码,只写IP地址。

    B、有子网的标注法

    有子网时,一定要二者配对出现。以C类地址为例。

    1.IP地址中的前3个字节表示网络号,后一个字节既表明子网号,又说明主机号,还说明两个IP地址是否属于一个网段。如果属于同一网络区间,这两个地址间的信息交换就不通过路由器。如果不属同一网络区间,也就是子网号不同,两个地址的信息交换就要通过路由器进行。例如:对于IP地址为210.73.140.5的主机来说,其主机标识为00000101,对于IP地址为210.73.140.16的主机来说它的主机标识为00010000,以上两个主机标识的前面三位全是000,说明这两个IP地址在同一个网络区域中,这两台主机在交换信息时不需要通过路由器进行10.73.60.1的主机标识为00000001,210.73.60.252的主机标识为11111100,这两个主机标识的前面三位000与011不同,说明二者在不同的网络区域,要交换信息需要通过路由器。其子网上主机号各为1和252。

    2.掩码的功用是说明有子网和有几个子网,但子网数只能表示为一个范围,不能确切讲具体几个子网,掩码不说明具体子网号,有子网的掩码格式(对C类地址):

    五、IP的其他事项

    1.一般国际互联网信息中心在分配IP地址时是按照网络来分配的,因此只有说到网络地址时才能使用A类、B类、C类的说法;

    2.在分配网络地址时,网络标识是固定的,而计算机标识是可以在一定范围内变化的,下面是三类网络地址的组成形式:

    A类地址:73.0.0.0

    B类地址:160.153.0.0

    C类地址:210.73.140.0

    上述中的每个0均可以在0~255之间进行变化。

    3.因为IP地址的前三位数字已决定了一个IP地址是属于何种类型的网络,所以A类网络地址将无法再分成B类IP地址,B类IP地址也不能再分成C类IP地址。

    4.在谈到某一特定的计算机IP地址时不宜使用A类、B类、C类的说法,但可以说主机地址是属于哪一个A类、B类、C类网络了。

    通过上面的学习,大家对IP地址肯定有了了解。有了IP地址大家就可以发送电子邮件了,并且可以获得Internet网上的其他信息,例如可以获得Internet上的WWW服务、BBS服务、FTP服务等

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  • 网络原理之TCP-IP地址 & 子网掩码

    万次阅读 多人点赞 2022-07-10 16:30:06
    Ip地址 ip4,ip6,ip4分类 子网掩码,网络协议层IP,数据链路层MTU,MAC,NAT机制

    网络原理之TCP_IP地址 & 子网掩码


    鸡汤:

    谋事在人,成事在天

    社会有很多不是自己能把握的东西,不必给自己太多压力,朝着自己小目标尽力而为;结果或许重要,那也是看自己时运如何了。

    一、IP4&6

    概念:连接到Internet中的每一个节点的唯一标识

    组成:网络号+主机号

    版本:

    1、IPv4 (没有特别指定的版本下,通常所谓的IP地址就是IPv4)

    • 一串32位的2进制数,表示2^32个不同的数。
    • 分4组,每组之间用小数点 “.” 分割,每一组的8位2进制数使用10进制数表示。
    • IPv4的点分十进制记法,每一组的10进制数的范围是:[0,255]。

    2、IPv6 (是IPv4 的 2^96 倍)

    • 设计用于代替IPv4的下一代互联网协议
    • 一串128为的2进制数,表示2^128个不同的数 (2^128可以说是一个天文数字,每个数可以分配给地球上的每一粒沙)
    • 分8组每组之间用冒号“:” 分割,每一组16位2进制数,使用16进制数表示。
    • IPv6使用冒分十六进制记法。
      • 每一组的前导0可以省略;such as 2001:0000:9d38:0b87:14ea:007d:4b65:b04a —> 2001:0:9d38:b87:14ea:7d:4b65:b04a
      • 若连续的一组或几组全是0,可以压缩为“::”,但是只能出现一次; such as 0:0:0:0:0:0:0:1 —>::1; 0:0:0:0:0:0:0:0 ---->:: ; ff03:0:0:0:2002:0:0:1001 ----> ff03::2002:0:0:1001

    IPv6 我们不细讲,现在其实大部分还是使用的IPv4。感兴趣的可以自己下来网上了解。

    1.1、IP4分类

    根据网络规模的大小,IP地址分为了 A,B,C,D,E 五类,其中的 A,B,C三类为基本地址。

    1、A类:

    • 8位网络号+24位主机号。
    • A类地址的第一为2进制数总是为“0”
      • 第一个字节的取值范围 [0,127]
      • 网络数:2^(8-1) = 128
      • 主机数:2^24-2=16777214
      • 特殊用途:
        • 0.0.0.0,服务器监听地址,其实全0表示的含义有很多,不过通常表示整个网络”
        • 127.0.0.1,回环地址,专用于测试,表示本机;实际上只要是127开头,即127.0.0.0~127.255.255.255,都表示本机
    • 保留地址:10.0.0.0~10.255.255.255

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-VLHGbpYf-1658303387267)(D:\常用文件夹\资料信息图片\Typora-image\Image\image-20220704161920279.png)]

    2、B类:

    • 16位网络号+16位主机号
    • B类地址的前两位2进制数总是为 ”10“
      • 第一个字节的取值范围:[128,191]
      • 网络数:2^(16-2)=16384
      • 主机数:2^16-2=65534
    • 保留地址:172.16.0.0~172.31.255.255

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-DHvoSMmX-1658303387268)(D:\常用文件夹\资料信息图片\Typora-image\Image\image-20220704162955212.png)]

    3、C类:

    • 24位网路号+8位主机号
    • C类地址的前三位2进制数总是为“110”
      • 第一个字节的取值范围:[192,223]
      • 网络数:2^(24-3)=2097152
      • 主机数:2^(8-2)=254
      • 保留地址:192.168.0.0~192.168.255.255

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-BvxhGyiq-1658303387268)(D:\常用文件夹\资料信息图片\Typora-image\Image\image-20220704163512576.png)]

    在主机位中:

    1、全0表示网络地址;

    2、全1表示广播地址;

    这两个地址是不能用的,所以计算主机数中都要 “-2”。

    5.也有D类和E类,但是我们通常用不动,只重点关注 ABC类即可。

    D类:保留用于组播(多播);D类地址前四位2进制数总是“1110”,第一个字节范围[224,239];

    E类:用于实验,科研;E类地址前四位2进制数总是“1111”,第一个字节范围[240,255];


    总结:

    分 类范围适用网络网络数量主机最大连接数
    A 类0.0.0.0 ~ 127.255.255.255大型网络12616777214( 2 24 2^{24} 224-2)
    B 类128.0.0.0 ~ 191.255.255.255中等规模 网络约16000 个65534( 2 16 2^{16} 216-2)
    C 类192.0.0.0 ~ 223.255.255.255小型网络-254( 2 8 2^8 28-2)
    D 类224.0.0.0 ~ 239.255.255.255
    E 类240.0.0.0 ~ 247.255.255.255

    先来解释一下为什么会有IP地址,随着时代和科技的发展,网络部分有ICANN负责分配,保障网络地址的全球唯一性,主机地址由各个网络的管理员统一分配,在广域网中我们现在上网都会分配一个唯一IP地址供我们上网.

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-Z8HtVyUf-1658303387269)(D:\常用文件夹\资料信息图片\Typora-image\Image\image-20220704164217885.png)]

    IP地址的网络号类似于我们的小区,主机号就是类似于小区中具体的人,这个也类似于Http协议里面的URL基本格式中的端口号拉,区分小区中的具体的位置。要想给别人传递消息或者说是寄东西,首先肯定得知道某小区某单元才能把这消息或者快递给到具体的人手中,但在在广域网中我们的IP地址都是唯一的。

    1.2 应对IP不够用的问题

    在Internet中IPv4是一个32位的二进制数,那么会分2^32 约等于43亿不同的IP地址,但是我们全球现在有80多亿人口,在Internet中每个人都是不同的IP地址,故iP地址肯定是不够的,所以又想到可以用局域网和私有地址来解决问题。我们的局域网就是以路由器中的Lan口区分,路由器的Wan口就是连接Internet的。我们把唯一的IPv4地址分配给Wan口,也就说的是外网。

    外网是唯一的Ip地址。

    局域网就是小区,小区里面的某栋某号可能会跟别人的小区是重号的,所以我们的IP地址就可以重复使用,只是他们不在同一个局域网中。要想在不同局域网中发出数据,就得经过路由器,路由器类似于小区里面的保安,快递小哥把东西给保安,保安再把快递给具体的人,而我们在局域网中使用协议规定的保留网址(私有网址)根据自己设备的多少可手动设置ip地址。

    保留地址(私有地址)的作用就是能在某个局域网中使用ip地址也可以在另一个局域网中也有重复的ip地址,这样确保每个人都可以分配到IP地址上网。

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-Y5d04jpo-1658303387269)(D:\常用文件夹\资料信息图片\Typora-image\Image\image-20220704182727240.png)]

    注意如果主机号的全 1,也就是255,”192.168.0.255“那么这个路由器会把接收到的信息全部打包(数据包)发给局域网中的每一个设备。俗称”广播地址“。

    1.2.2、NAT机制

    上文分析出的原理就称为“NAT机制”,因为Ipv4 不够用,IP分为内网和外网,内网可以在不同局域网中重复,外网是唯一,本质上就是一个大的局域网里的设备,通过路由器共用一个外网IP。

    而NAT机制是路由器里的一个机制,这个机制是让外网的设备看不到内网的IP,会把局域网里设备访问广域网服务器IP数据报中的源IP进行替换,替换成路由器的外网的IP 。(何为数据报 可以看这篇帖子中 网络初始&网络编程 中的封装与分用那一部分)

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-Yk6gF0bE-1658303387270)(D:\常用文件夹\资料信息图片\Typora-image\Image\image-20220719222012632.png)]

    这里两个客户端都连接上了服务器,服务器再根据他们的端口号的不同,来返回不同的应用程序数据,结合IP+port来明确一个唯一的连接。

    1.2.2.3 NAPT机制

    ​ 当客户端分配到相同的源端口,那么路由器就会触发NAPT机制,路由器就会针对源端口,进行一个替换操作(NAPT)。

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-uGaMsLkU-1658303387270)(D:\常用文件夹\资料信息图片\Typora-image\Image\image-20220719223656944.png)]

    路由器如果发现源端口,目的IP和目的端口相同的时候,就会出发NAPT机制 路由器对数据报进行替换:

    192.168.0.10:1234 --------------------> 201.1.2.1:1235

    这种在路由器内部,就维护了一个映射关系,那么当服务器给主机返回数据的时候,数据先返回到路由器上,路由器通过映射关系找到刚才替换的数据,把之前201.1.2.1:1235 替换回了 192.168.0.10:1234 替换完后再把服务器这个数据转发到局域网里面的设备上。


    ​ 通过上面的NAT机制和NAPT机制,确实可以把IP地址不够用的问题解决,但是也引来了重要缺陷,局域网中的设备访问外网设备是可以的,但是外网设备访问局域网内部的设备就不行了!!!

    综上所述,真正解决IP地址不够用的问题,还是要考IPv6。


    ​ 对于IP来说,除了管理IP地址外,还有个重要功能,就是路由器的选择,路由器会自己规划出一个通信路径,也就是问路找路的过程。

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-4gr8Cs18-1658303387271)(D:\常用文件夹\资料信息图片\Typora-image\Image\image-20220720145825541.png)]

    ​ 一个客服端想要和另外的客服端进行通信,那么中间的过程是会经过很多的设备,错综复杂,在这么复杂的环境中路由器会自动找到一条合适的路。

    ​ 一个主机构造好网络数据报的时候,会先给他局域网里面的路由器发送数据报;如果局域网的这个路由器认识目的IP,就可以直接转发;如果路由器不认识目的IP,路由器就会把这个数据报沿着一条默认的路径继续转发给下一个路由器;重复上述的过程,转发到一定程度,就能找到认识目的IP的路由器。

    1.2、子网掩码

    1、一组32位的2进制数,与IPv4搭配使用

    2、一般而言,总是从1开始,并且有连续的1和连续的0组成

    • 掩码中为1的部分,表示对应Ip地址的网络位子网类
    • 掩码中为0的部分,表示对应Ip地址的主机位。

    标准的掩码:

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-rhF24zmT-1658303387271)(D:\常用文件夹\资料信息图片\Typora-image\Image\image-20220704194027731.png)]

    3、引入子网掩码后,一个IP地址就有3部分组成:

    • 网络号+子网号+主机号

    A类的主机号多,网络较少;B类比较平均;C类就是网络号多,主机号少。

    这里就有个问题了这样一次划分网络都是8位划分,能不能灵活点可以借1位或者借5位这么划分的吗?在这里就需要用的子网掩码的概念了。

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-OfVqOBOp-1658303387272)(D:\常用文件夹\资料信息图片\Typora-image\Image\image-20220704194836216.png)]

    划分子网的功能:借主机位表示子网,可将一个大的局域网划分成n个小局域网。

    划分子网过后,后面的0都是主机位,主机 2^7-2=126台。


    总结出了子网划分的优势:

    1、节约IP地址,避免浪费。

    2、限定广播的传播。

    3、保证网络的安全。

    4、有助于覆盖大型地理区域。


    计算方式:

    • 主机的IP地址与子网掩码进行“按位与”运算 = 主机的子网地址,通过主机的子网地址可以判断主机所属的子网
    • 将子网掩码二进制按位取反,再与 IP 地址位与计算,得到的就是主机号。

    4、子网地址相同的主机处于一个“网段”,子网的地址不同的主机处于不同的“网段2”,同一网段的主机可直接通信,不同网段的主机需要使用路由器才能通信

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-UhIX9EGS-1658303387272)(D:\常用文件夹\资料信息图片\Typora-image\Image\image-20220704195850779.png)]

    例题:

    Ip1:192.168.1.123

    Ip2: 192.168.1.131

    Mask:255.255.255.128

    判断Ip1和Ip2是不是同一个子网地址的网段?

    直接带公式:

    if(IP1 & Mask == IP2 & Mask){
        System.out.println("相同");
    } else {
        System.out.println("相同");
    }
    

    这是伪代码。

    二、练习

    192.168.16.0    分三个子网
    1、他的掩码??
    2、每个子网的地址范围
    3、每个子网的广播地址
    4、每个子网的主机地址范围
    

    ① 192.168.16.0 属于c类

    三个子网至少要分两个bit位(00,01,10,11)。

    ​ 255.255.255.1100 0000

    ​ 192.168.16.192 ---- 掩码

    ②192.168.16.00 000000 ~ 00 111111 ---------> 0~63

    ​ 192.168.16.01 000000 ~ 01 111111 ---------> 64~127

    ​ 192.168.16.10 000000 ~ 10 111111 ---------> 128~191

    ​ 192.168.16.11 000000 ~ 11 111111 ---------> 192~255

    ③ 00 ---------> 192.168.16.64

    ​ 01 ---------> 192.168.16.127

    ​ 10 ---------> 192.168.16.191

    ​ 11 ---------> 192.168.16.255

    ④00 ---------> 192.168.16.1~1921.68.16.62

    ​ 01 ---------> 192.168.16.65~192.168.16.126

    ​ 10 ---------> 192.168.16.129~192.168.16.190

    ​ 11 ---------> 192.168.16.193~192.168.16.254

    切记:全1表示的是广播地址

    ​ 全0是有很多种含义的,其中一个是服务器监听地址,就是说,按照socket协议,我们的服务器在提供服务的时候 需要设定“响应哪一个或哪一些IP地址”。如果我们设定任何地址都是可以连接的,我们在服务器端就是监听0.0.0.0 这个地址,监听这个地址就意味着我们这个服务器可以接受任何一个IP地址的客户端的连接。

    后面会详细讲socket协议,也会有代码

    所以配置ip地址的时候全1的和全0的都要去掉,不能用,最终计算主机数中都要 “-2”。

    三、网络层的ip协议

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-vDe9rec4-1658303387273)(D:\常用文件夹\资料信息图片\Typora-image\Image\image-20220719151019119.png)]

    1、4位版本号就两个其实,ip4,ip6。

    2、4位首部长度(header length):IP头部的长度是多少个32bit,也就是 length * 4 的字节数,。4bit表示最大的数字是15,单位是4个字节,因此IP头部最大长度是15*4=60字节 。

    3、8位服务类型(TOS)

    ​ 3位优先权字段(已经弃用),4位TOS字段,和1位保留字段(必须置为0) ;描述了当前IP协议的形态,网络层中有个很重要的功能,规划两点之间合适的路径,TOS就是在选啥是最后是的,4位TOS分别表示:最小延时,最大吞吐量,最高可靠性,最小成本。这四者相互冲突,只能选择一个。对于ssh/telnet这样的应用程序,最小延时比较重要;对于ftp这样的程序,最大吞吐量比较重要,我们需要在这四种形态中,选择一种形态,作为最适合的依据。

    4、16位总长度,就是IP数据报的长度,类似于UDP的数据报长度。

    5、16位标识,3位标志位,13位片偏移,这里面涉及到了IP协议的拆包和组包。

    ​ IP总长度 是16位 = > 64k 这样的数据,但可能64k不完全能表示数据报,数据报可能大于64k,这时我们对大于64k的数据报进行拆包,拆的每一个包都小于64k,拆的包里面16位标识是相同的,也就是说IP报头是一样的,每一个小包里面都带有一个IP报头,然后由数据链路层,针对分出来的包分别进行封装,再进行发送传输。

    ​ 最后发给接收方的时候,这些包可能会发生“后发先置”的情况,为了明确顺序,我们需要用13位片偏移来约定每一部分的 顺序(小的在前,大的在后),接收方就会根据片偏移的顺序来进行组包。

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-ZnA5M0mv-1658303387274)(D:\常用文件夹\资料信息图片\Typora-image\Image\image-20220719160011783.png)]

    ​ 最后剩下3位标志位,3位标志位判断条件结束,是确定后续是否还有包。

    ​ (1)、这一位是1,表示后续还有其他包;

    ​ (2)、这一位是0,表示后面就没有包了。

    6、8位生存时间 TTL

    ​ 单位是转发次数,一个包被构造出来的时候,TTL默认值是64。当这个IP数据报每次经过一个路由器的转发,TTL就会 -1 ,当TTL变成0,这个包就被丢弃,就不会继续转发。意味着一个数据发送到另外一个主机上,中间转发的次数一定不超过64,当超过64还没有到达的时候,那么这个数据永远也不会到达。

    7、8位协议

    ​ 表示传输层使用的是那个协议。TCP 和 UDP都有不同的值,为了在分用的时候,清楚的把网络层的数据交给正确的传输层的协议来处理。

    8、16位首部校验和

    ​ 和UDP校验和是一样的

    9、32位源IP,32位目的IP,这个就是IP协议中最关键的信息,类似于收件人地址和发件人地址。

    ​ 就说上面所说的内容,点分十进制记法的格式。

    四、数据链路层中的IP

    在这里插入图片描述

    链路层就是负责相邻两点的之间的通行情况,就是我之前局的例子,把小区里的包裹给到菜鸟驿站(本地)。

    1、目的地址和源地址,指的是“mac地址”(物理地址)

    4.1、MAC地址

    1、每一块网卡的ROM芯片中都固化了一个48位的2进制数,称为“MAC地址”。

    2、MAC(Media Access Control),媒体访问控制地址,简称“MAC地址”。

    3、MAC地址作用是确保局域网中的每一台主机都有的一个唯一地址

    4、MAC地址通常使用十六进制数表示,such as :00-19-21-2E-DA-EC。

    5、MAC地址是6个字节,表示范围比IPv4大很多

    跟IP地址作用区别:

    1、IP地址主要是用来表示转发过程中起点和终点

    2、MAC地址则是表示转发过程中任意一个中间过程中的起点和终点。

    6、ARP:表示地址解析协议,负责把IP地址解析为MAC地址;

    7、RARP:逆地址解析协议,负责把MAC地址解析为IP地址;

    4.2、MTU

    ​ 以太网帧格式中的IP数据报 46 - 1500 是以太网数据正帧能够承载的数据范围,这里的1500受限于当前物理层硬件设备的结构,不同的数据链路层协议,搭配不同的物理层设备对应承载数量的最大长度,也不同。

    ​ MTU是对上层协议带来的直接影响。正对IP协议,如果IP数据报超过了1500个字节,那么就无法装到一个以太网数据帧中,这是就会触发IP的分包操作,这是以太网数据帧MTU限制来分;

    所以IP分包操作,可以是超过64k这个长度二分,也可以是以太网的MTU限制来分,但是大多数影响分包操作的概率是MTU来分。


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  • IP地址规划

    万次阅读 2022-02-16 20:38:07
    IP地址规划IP地址分类A类地址B类地址C类地址D类地址E类地址私有IP地址特殊IP地址IP子网划分子网划分举例参考 IP地址分类 A类地址 A类地址第1字节为网络地址(最高位固定是0),另外3个字节为主机地址。 A类地址范围...

    IP地址分类

    在这里插入图片描述

    A类地址

    A类地址第1字节为网络地址(最高位固定是0),另外3个字节为主机地址。
    A类地址范围:1.0.0.0 - 126.255.255.255,其中0和127作为特殊地址。
    A类网络默认子网掩码为255.0.0.0,也可写作/8。
    A类网络最大主机数量是256×256×256-2=166777214(减去1个主机位为0的网络地址和1个广播地址)。

    B类地址

    B类地址第1字节(最高位固定是10)和第2字节为网络地址,另外2个字节为主机地址。
    B类地址范围:128.0.0.0 - 191.255.255.255。
    B类网络默认子网掩码为255.255.0.0,也可写作/16。
    B类网络最大主机数量256×256-2=6554。

    C类地址

    C类地址第1字节(最高位固定是110)、第2字节和第3个字节,另外1个字节为主机地址。
    C类地址范围:192.0.0.0 - 223.255.255.255。
    C类网络默认子网掩码为255.255.255.0,也可写作/24。
    C类网络最大主机数量256-2=254。

    D类地址

    D类地址不分网络地址和主机地址,它的第1个字节的最高位固定是1110。
    D类地址用于组播(也称为多播)的地址,无子网掩码。
    D类地址范围:224.0.0.0 - 239.255.255.255。

    E类地址

    E类地址也不分网络地址和主机地址,它的第1个字节的最高位固定是11110。
    E类地址范围:240.0.0.0 - 255.255.255.255。
    其中240.0.0.0-255.255.255.254作为保留地址,主要用于Internet试验和开发,255.255.255.255作为广播地址。

    私有IP地址

    私有地址就是在A、B、C三类IP地址中保留下来为企业内部网络分配地址时所使用的IP地址。

       A: 10.0.0.0~10.255.255.255 即10.0.0.0/8
    
       B: 172.16.0.0~172.31.255.255即172.16.0.0/12
    
       C: 192.168.0.0~192.168.255.255 即192.168.0.0/16
    

    特殊IP地址

    1、主机ID全为0的地址:特指某个网段,比如:192.168.10.0 255.255.255.0,指192.168.10.0网段。

    2、主机ID全为1的地址:特指该网段的全部主机,比如:192.168.10.255,如果你的计算机发送数据包使用主机ID全是1的IP地址,数据链层地址用广播地址FF-FF-FF-FF-FF-FF。

    3、127.0.0.1:是本地环回地址,指本机地址,一般用来测试使用。回送地址(127.x.x.x)是本机回送地址(Loopback Address),即主机IP堆栈内部的IP地址。

    4、169.254.0.0:169.254.0.0-169.254.255.255实际上是自动私有IP地址。

    5、0.0.0.0:如果计算机的IP地址和网络中的其他计算机地址冲突,使用ipconfig命令看到的就是0.0.0.0,子网掩码也是0.0.0.0。

    IP子网划分

    • 子网的划分,实际上就是设计子网掩码的过程。子网掩码主要是用来区分IP地址中的网络ID和主机ID,它用来屏蔽IP地址的一部分,从IP地址中分离出网络ID和主机ID.子网掩码是由4个十进制数组成的数值"中间用"."分隔,如255.255.255.0。若将它写成二进制的形式为:11111111.11111111.11111111.00000000,其中为"1"的位分离出网络ID,为"0"的位分离出主机ID,也就是通过将IP地址与子网掩码进行"与"逻辑操作,得出网络号。

    • 例如,假设IP地址为192.160.4.1,子网掩码为255.255.255.0,则网络ID为192.160.4.0,主机ID为0.0.0.1。计算机网络ID的不同,则说明他们不在同一个物理子网内,需通过路由器转发才能进行数据交换。

    • 每类地址具有默认的子网掩码:对于A类为255.0.0.0,对于B类为255.255.0.0,对于C类为255.255.255.0。除了使用上述的表示方法之外,还有使用子网掩码中"1"的位数来表示的,在默认情况下,A类地址为8位,B类地址为16位,C类地址为24位。例如,A类的某个地址为
      12.10.10.3/8,这里的最后一个"8"说明该地址的子网掩码为8位,而199.42.26.0/28表示网络199.42.26.0的子网掩码位数有28位。

    • 如果希望在一个网络中建立子网,就要在这个默认的子网掩码中加入一些位,它减少了用于主机地址的位数。加入到掩码中的位数决定了可以配置的子网。因而,在一个划分了子网的网络中,每个地址包含一个网络地址、一个子网位数和一个主机地址。

    子网划分举例

    C类地址例子:网络地址192.168.10.0;子网掩码255.255.255.192(/26)

    1、子网数=2*2=4

    2、主机数=2^ 6-2=62

    3、有效子网号:block size=256-192=64

       第一个子网网络号:192.168.10.0
    
       第二个子网网络号:192.168.10.64
    
       第三个子网网络号:192.168.10.128
    
       第四个子网网络号:192.168.10.192。
    

    4、广播地址:下个子网-1.

       第一个子网广播:192.168.10.63
    
       第二个子网广播:192.168.10.127
    
       第三个子网广播:192.168.10.191
    
       第四个子网广播:192.168.10.255
    

    5、有效主机范围是:(去掉该子网的网络号和广播地址)

       第一个子网的有效主机范围:192.168.10.1到192.168.10.62
    
       第二个子网的有效主机范围:192.168.10.65到192.168.10.126
    
       第三个子网的有效主机范围:192.168.10.129到192.168.10.190
    
       第四个子网的有效主机范围:192.168.10.193到192.168.10.254
    

    参考

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  • 关于IP地址的个数的计算方法,很多地方的知识都是一知半解,并不能给予人们一个正确全面的解答。本人也是经过多方探究与总结,方能明白其中的道理。下面,就为大家介绍如何计算IP地址到底有多少个,并且,所划分出来...

    关于IP地址的个数的计算方法,很多地方的知识都是一知半解,并不能给予人们一个正确全面的解答。本人也是经过多方探究与总结,方能明白其中的道理。下面,就为大家介绍如何计算IP地址到底有多少个,并且,所划分出来的不同种类的这些IP地址,它们的地址的取值范围又是如何计算出来的?每类IP地址所对应的数字,都处于某个取值范围之间,而这些数值的取值范围,肯定又都是处于IP总数的范围之内。

    一、IP地址总个数的计算方法

    要了解这些知识和掌握计算方法,你得有一定的基础知识,至少你应该明白,IP地址是由32位二进制数据来表示的,每8位表示一段,共有四段,如下图。四段自然就是4×8=32位了。

    6a42b030e118de11fa7614e41a141bb7.gif

    下面我们来看IP地址所对应的数字的取值范围,应该是大于等于多少,小于等于多少。

    3b9600438721417c13e62bf082e07478.gif

    大家都明白,二进制数据由0和1来组成的,这两个数字当中,最小的是0,而最大的数就是1,因此,最小的IP地址的取值范围,那自然就是32个0了,看上图,每段为8个0,4段自然就是32个0了。

    同样的道理,最大的IP地址,就是32个1了,每段8位,个个都是1,四段自然就是32个1了,看下图。

    f0778ce44fcd3b90e1e1d6b190efff67.gif

    上图就是最大的IP地址。由此,我们就可以得出,IP地址的取值范围是:大于等于00000000000000000000000000000000而小于等于11111111111111111111111111111111,这样的表示方法,是二进制的表示方法,是计算机能识别的方法,而在现实生活中,我们不使用二进制,而是使用十进制,由此,把这个取值范围转换成为十进制的表示方法,那自然就是:〔0.0.0.0,255.255.255.255〕

    为什么最大的是255呢?因为二进制中的8个1,转换成为十进制数就是255。所以,每段IP共有256个数字,请大家别忘记哦,0也是一个,另外的是1到255共255个,共有1+255=256个。

    每段就有256个,那么四段,能组合成多少个呢?学习过排列知识的人都明白,那就是256×256×256×256,相当于:(2的8次方)×(2的8次方)×(2的8次方)×(2的8次方)=2的32次方=256×256×256×256=4294967296,这就是IP地址的总个数,相当庞大吧?40多亿个IP地址呢!理论上有这么多个,但是并非所有的都能使用,因为有一部分是保留的,专门用于特殊用途的,因此,能用的IP数,要比理论值小一点。

    二、IP地址的分类及个数的计算方法

    IP地址格式为:IP地址=网络地址+主机地址 或 IP地址=主机地址+子网地址+主机地址,子网掩码的设定遵循一定的规则,与IP地址相同,子网掩码的长度也是32位,左边是网络位,用二进制数字“1”表示;右边是主机位,用二进制数字“0”表示。

    IP地址分为下面的五类,至于根据什么来划分为这五类,我至今也没有明白到底为什么要这样划分,依据什么来划分,或许,我们就这样来理解吧,是根据需要和规则来划分的。

    ①A类地址

    A类IP地址由1字节的网络地址和3字节主机地址组成,即第一段为网络地址,第二段至第四段为主机地址,网络地址的最高位必须是“0”,看下图,最小的A类IP地址全部都为0,而最大的A类IP地址,除了最高位为0外,其它全部都是1。

    ea6a7b75a30db51960b9803fa5a32e0b.gif

    所以,A类IP地址范围0.0.0.0 到127.255.255.255。第一段总的有128个,而第二段、第三段和第四段,总的有256个。因此,A类IP地址总数为:128×256×256×256=2147483648个。

    其中,0.x.x.x和127.x.x.x这样的A类不能使用,是被保留的IP地址;这就相当于有2×256×256×256=33554432个不能使用。

    另外,10.0.0.0~10.255.255.255这个范围的A类地址是私有的,不再公网中使用,这个范围的总数为:256×256×256=16777216。

    总结,能有效使用的A类IP个数为:2147483648-33554432=2113929216,所以才会有“A类IP地址可使用的范围是:1.0.0.0--126.255.255.255”这样的说法。

    能在公网上使用的A类IP地址总个数为:拿总的减去被保留的和私有的:2147483648-33554432-1677216=2097152000。

    ②B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,后两段为主机地址,即第一第二段为网络号码,第三和第四段为主机地址。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”。看下图,最小的B类IP地址除了最高位10之外,全部都为0,而最大的B类IP地址,除了最高位为10外,其它全部都是1。

    f2199af408c5aeed72c60edf834f1d86.gif

    由此可得,B类IP地址的范围是:128.0.0.0~191.255.255.255

    所以,B类IP总个数为:64×256×256×256=1073741824

    其中,私有的B类IP地址范围是:172.16.0.0~172.31.255.255,有15*256*256=983040

    其中,被保留的B类地址范围为:169.254.0.0到169.254.255.255,有256*256=628736

    在公网中能使用的B类IP地址个数为:总个数-私有个数-被保留的=1073741824-983040-628736=1072130048

    ③C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,最后一段段为主机地址,即第一第二第三为网络号码,第四段为主机地址。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”。看下图,最小的C类IP地址除了最高位110之外,其它全部都为0,而最大的C类IP地址,除了最高位为110外,其它全部都是1。

    4c5514e9f5092d70fc3912b78ec94c37.gif

    由此可得,C类IP地址的范围是:192.0.0.0--223.255.255.255

    所以,C类IP总个数为:31×256×256=2031616

    其中,C类IP全部都是私有地址,不能在公网中使用。

    ④D类IP地址

    通过上面的学习,我们就不再过多阐述D类的了,总之,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。它并不指向特定的网络,目前这一类地址被用在多点广播(Multicasting)中。多点广播地址用来一次寻址一组计算机,它标识共享同一协议的一组计算机。D类的IP地址不标识网络,其地址覆盖范围为224.0.0.0~239.255.255.255。大家可参阅下图获取相应的信息。

    3c142f8b78e9442ba39e8ece33a0dc8b.gif

    ⑤E类IP地址

    以“11110”开始,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。

    他的第一字节的范围是240~255,主要用于Internet试验和开发。

    243a27ff86258ccd9434580ef8449bce.gif

    关于此类IP地址,大家可参阅上图,在此不再阐述。

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  • 知道IP和子网掩码,如何计算可用IP数量和可用的IP地址?以下文字资料是由(历史新知网www.lishixinzhi.com)小编为大家搜集整理后发布的内容,让我们赶快一起来看一下吧!知道IP和子网掩码,如何计算可用IP数量和可用的IP...
  • IP地址分类

    千次阅读 2021-11-25 19:46:55
    大家好呀,我是请假君,今天又来和大家一起学习数通了,今天要分享的知识是IP地址的分类。 各个网段内具有的IP节点数各不相同,为了适应这种需求,IP地址被分成五类: 1.A类IP地址的第一个八位段(octet)以О开始...
  • 有了 IP 地址,为什么还要用 MAC 地址

    万次阅读 多人点赞 2022-01-11 16:09:31
    我认为,IP地址和MAC地址可以类比生活中寄快递的过程。 在整个网络中数据被封装成数据报文进行发送,就像我们生活中寄快递时将物品放进包裹中。而数据在路由器之间的跳转也可以看作是不同地区快递小哥对物流的交接。...
  • 怎么通过ip地址定位到具体位置

    千次阅读 2021-07-27 03:37:29
    与朋友在网络上互相传送资料时,有时候需先知道对方电子计算机的ip地址,才能与对方建立信息传送安全通道。那么对方的ip地址该如何收查得到呢?这样的问题你也许会不屑一顾,确实,查寻对方电子计算机的ip地址,确实...
  • 如何查ip地址,电脑ip地址在哪看

    万次阅读 2021-07-29 01:22:24
    一:本机ip地址查询,首先介绍下,查看电脑在局域网里的ip地址首先,右击“网上邻居”,选择“属性”;然后,在打开的窗口中找到“本地连接”,右击,选择“属性”;第三,在弹出的对话框中,选择“Internet协议”,...
  • IP 地址以 0 开头会降维成八进制

    万次阅读 2021-10-26 15:14:42
    数字以 0 开头会使得 IP 地址的 点分十进制 变成 点分八进制
  • IP地址的计算方式

    千次阅读 2022-03-11 16:22:21
    在此之前,我们先要知道 IP地址 32位。 IP网络位 + IP主机位 = IP (32位) 子网掩码不能单独存在,他必须结合IP地址一起使用。 子网掩码只有一个作用,就是将某个IP地址划分为网络地址和主机地址两部分 给你一个IP和...
  • IP地址的分类和规划

    千次阅读 2022-02-21 11:30:35
    文章目录一、IP地址的格式二、私有IP地址三、子网掩码四、IP地址的规划 一、IP地址的格式              1)、主机唯一的标识,保证主机间正常...
  • 怎样查看某个网站的IP地址

    万次阅读 2021-08-06 07:49:57
    怎样查看某个网站的IP地址1、首先在电脑的左下角的电脑小图标可以点击键盘上的小窗口按键。2脑开始图标后会弹出一个菜单,在菜单中会有一个输入框...6、在ping字母后 加一个回车,然后输入想要查询ip地址的网址。...
  • 一、IP地址和MAC地址 1、MAC地址 MAC(Media Access Control,介质访问控制)地址,或称为物理地址,也叫硬件地址,用来定义网络设备的位置,MAC地址是网卡出厂时设定的,是固定的(但可以通过在设备管理器中或...
  • IP地址使用,分类等详解

    万次阅读 多人点赞 2018-09-18 17:28:36
    一、IP地址和MAC地址 二、IP地址的分类 三、保留的特殊IP地址 四、公网和私网IP地址 一、IP地址和MAC地址 1、MAC地址 MAC(Media Access Control,介质访问控制)地址,或称为物理地址,也叫硬件地址,用来...
  • 用电脑的时出现“IP地址错误,网络无法连接”,遇到这样问题是什么情况?一般完美将自动获取IP地址给设置为手动获取方式,但是还是解决不了。还可以使用腾讯电脑管家来进行网络异常的修复,或者是直接在电脑桌面中...
  • 在每台电脑中,系统中的ip协议都会有提供一种统一的ip地址,能够为为互联网上的每一个网络和每一台主机分配一个逻辑地址,从而达到屏蔽物理地址的差异,同时我们也可以对ip地址进行切换,那么电脑如何切换ip地址呢?...
  • ip地址分类及范围划分有哪些

    千次阅读 2021-06-18 00:34:10
    ip地址分为网络地址和主机地址,IP地址是真正网络中计算机的身份标识。手机的IP是手机上网使用的地址,不论是手机还是电脑,一个网段里面只有一个IP,所以每个人手机的IP都是唯一的,当用手机发朋友圈时,就会显示...
  • 交换机解决电脑IP地址冲突

    千次阅读 2020-07-27 20:31:33
    很多朋友提到,如何防止IP地址冲突故障?这个在实际项目中经常会遇到,网络用户如果没有按照规定设置IP地址的话,IP地址冲突现象就不可避免,一旦这种现象频繁发生,不但会影响上网效率,而且也不利于局域网网络的...
  • IP地址冲突是网络管理的一个常见问题。尤其在企业局域网内部,由于管控策略的存在,总会有人试图通过修改IP地址来绕开管控、获取更多的上网权限以及更高的带宽。修改的IP一旦和公司的服务器发送IP冲突,会直接影响到...
  • IP地址转换与域名解析

    千次阅读 2020-02-27 20:57:20
    IP地址转换与域名解析IP地址与端口IP地址转换相关类域名解析代码分析![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/20200227205232196.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10...
  • IP地址和子网的划分详解

    万次阅读 多人点赞 2020-06-16 20:01:42
    IP地址详解一、IP地址和MAC地址二、IP地址的分类三、保留的特殊IP地址四、公网和私网IP地址五、子网划分六、子网划分总结和技巧 一、IP地址和MAC地址 1、MAC地址 MAC(Media Access Control,介质访问控制)地址,或...
  • 分类ip地址中,保留地址有哪些?具体点说说,作业。以下文字资料是由(历史新知网www.lishixinzhi.com)小编为大家搜集整理后发布的内容,让我们赶快一起来看一下吧!分类ip地址中,保留地址有哪些?具体点说说,作业...
  • CentOS 修改ip地址

    千次阅读 2022-05-29 09:21:20
    CentOS 修改ip地址

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