IPv4地址分类

Last Updated: 2023-04-13 04:42:44 Thursday

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传统IPv4地址ABCDE分类方法
IPv4私网地址
IPv4环回地址
IPv4组播地址
IPv4广播地址
IPv4 Link Local地址
释放数以亿计的IPv4地址?

IPv4地址紧张说了多少年了，还是主流，未来还将继续大范围的存在。本文详细介绍IPv4地址的分类。

传统IPv4地址ABCDE分类方法

早期，IPv4地址分成5类，ABCDE。

后来由于地址紧张以及Classless子网划分的全面应用，现在已经很少这么来分了。不过还是可以了解一下：

ipv4_address

host-id全0，表示这个网络；
host-id全1，表示此网络的广播地址。

将IP地址分为A类、B类、C类后，会造成IP地址的部分浪费。例如，一些连续的IP地址，一部分属于 A类地址，另一部分属于B类地址。为了使这些地址聚合以方便管理，出现了 CIDR（无类域间路由）。无类域间路由（Classless Inter-Domain Routing，CIDR）可以将路由集中起来，在路由表中更灵活地定义地址。它不区分A类、B类、C类等地址，而是使用CIDR前缀的值指定地址中作为网络ID的位数。这个前缀可以位于地址空间的任何位置，让管理者能够以更灵活的方式定义子网，以简便的形式指定地址中网络ID部分和主机ID部分。

IPv4私网地址

10.0.0.0 ～ 10.255.255.255      # 10.0.0.0/8
172.16.0.0 ～ 172.31.255.255    # 172.16.0.0/12
192.168.0.0 ～ 192.168.255.255  # 192.168.0.0/16

192.168开头的地址是最常见的，我们家里办公室的电脑上全是，它们从来就没有直接获取一个公网地址的命！

IPv4环回地址

IP地址127.0.0.1 ~ 127.255.255.254用于回路测试，如：127.0.0.1可以代表本机IP地址，用http://127.0.0.1 就可以测试本机中配置的Web服务器。

我们一般都使用127.0.0.1这个环回地址，不会用其它的。但其实，你使用127.2.3.4，1275.6.7，......都可以！

但是127.255.255.255这个地址不行。

IPv4组播地址

D类地址，用于多点广播（Multicast），即组播。

地址范围：224.0.0.0 ~ 239.255.255.255

D类IP地址第一个字节以lll0开始，它是一个专门保留的地址，它并不指向特定的网络，而是表示一个组播组。组播组，用IP组播地址进行标识的接收者集合，主机通过加入某组播组，从而可以接收发往该组播组的组播数据。

D类地址范围	含义
224.0.0.0~224.0.0.255	本地链路的保留组地址。IANA为路由协议预留的组播地址（也称为永久组地址），用于标识一组特定的网络设备，不用于组播转发。
224.0.1.0～231.255.255.255，233.0.0.0～238.255.255.255	ASM组播地址，全网范围内有效。
232.0.0.0～232.255.255.255	缺省情况下的SSM组播地址，全网范围内有效。
239.0.0.0～239.255.255.255	本地管理组地址，仅在本地管理域内有效，地址可在不同管理域内重复。

组播模型

根据接收者对组播源处理方式的不同，组播模型分为以下两类：

ASM（Any-Source Multicast）任意源组播模型：ASM模型仅针对组地址提供组播分发。一个组播组地址作为一个网络服务的集合，任何源发布到该组地址的数据都能得到同样的服务。接收者主机加入组播组以后可以接收到任意源发送到该组的数据。
SSM（Source-Specific Multicast）指定源组播模型：SSM模型针对特定源和组的绑定提供服务，接收主机在加入组播组时，可以指定只接收哪些源的数据。加入组播组以后，主机只会收到指定源发送到该组的数据。

为了便于对接收组进行区分，SSM模型与ASM模型使用不同的组播地址范围。

对组播的支持，需要路由器和交换机都支持组播相关功能，比如IGMP协议，IGMP Snooping，组播MAC地址映射......

IPv4广播地址

255.255.255.255，受限广播地址，现在交换机都是只在当前网段内转发此目的地址的报文。

受限的广播地址是255.255.255.255。该地址用于主机配置过程中IP数据报的目的地址，此时，主机可能还不知道它所在网络的网络掩码，甚至连它的IP地址也不知道。在任何情况下，路由器都不转发目的地址为受限的广播地址的数据报，这样的数据报仅出现在本地网络中。

另一个等效的广播地址，网段广播地址，比如192.168.1.0/24这个网段，它的广播地址为192.168.1.255！这种广播地址也有个名字，叫做定向广播地址

定向广播报文是指发送给特定网络的广播报文。该报文的目的IP地址中网络号码字段为特定网络的网络号，主机号码字段为全1。交换机一般默认禁止此类广播报文的转发（网络安全考虑），可通过配置允许定向广播报文。（我理解这是在3层接口上配置）

交换机接口上同时还能配置广播报文转发的pps或kbps，以此来达到部分抑制广播报文的效果，减少广播风暴带来的危害！（我理解这是在2层接口上配置）

广播报文在局域网中是必须的，比如arp和dhcp，在局域网内，应该是不能够彻底禁止广播报文的。

广播域（Broadcast Domain）：一个限定区域，其中的所有设备都可以共享信息。换句话说，与网络相连，且负责接收广播的所有设备都是同一广播域的一部分。在一个共享以太网中，工作站通过共享媒体将帧广播到其它所有节点。其它节点收听广播，只接收寻址到它们的帧。因此，共享以太网中的所有节点都属于同一广播域。此外通过虚拟局域网技术可以创建一个虚拟广播域。

还有冲突域的概念！以前的Hub是一个冲突域，现在都是Switch了，冲突域没有了。

一般情况下，广播不能跨网段传播，而组播可以。

IPv4 Link Local地址

169.254.0.0/16这个地址段为link local，RFC3927.

The 169.254.0.0/16 network is used for Automatic Private IP Addressing, or APIPA. If a DHCP client attempts to get an address, but fails to find a DHCP server after the timeout and retries period it will randomly assume an address from this network.169.254.0.0/16. 网络用于自动专用IP寻址或APIPA。如果DHCP客户机尝试获取地址，但在超时和重试后找不到DHCP服务器，它将随机假定来自此网络的地址。

释放数以亿计的IPv4地址?

2022-06-01消息:

上世纪80年代做出的将几个IPv4地址范围作为特殊保留的决定，导致了大量的地址资源被浪费。在亚太地区互联网运营技术会议上，Let's Encrypt联合创始人Seth提议，如果将240/4、0/8、127/8、225/8-232/8等范围作为普通的单播号码资源供网络使用，将增加约4.19亿个IPv4地址。

本文链接：https://cs.pynote.net/net/ip/202112042/

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