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几个IPv4地址类型术语

news 来源：原创 2024/5/18 20:55:20

以下内容摘自笔者编著的《网管员必读——网络基础》（第2版）一书：<chsdate w:st="on" year="1899" month="12" day="30" islunardate="False" isrocdate="False"></chsdate>

<chsdate w:st="on" year="1899" month="12" day="30" islunardate="False" isrocdate="False">5.4.4</chsdate> 几个IPv4地址类型术语

在理解IP地址时还有几个与IP地址类型有关的术语需要事先掌握。

1. 公用地址

所谓“公用地址”就是大家都可以使用的地址，因为是大家都可以使用，为了避免同时使用而发生冲突，所以这类地址通常需要由专门的机构向申请用户统一提供。如果您需要到Internet的直接（路由）连接，则您必须使用公用地址。如果您需要到Internet的间接（代理的或转换的）连接，则您可以使用公用地址，也可以使用专用地址。如果您的Intranet没有以任何方式连接到Internet，则您可以使用您想使用的任何单播IPv4地址。但是，如果您的Intranet曾直接连接到Internet，则您应当使用专用地址，以防止网络重新编号。

ICANN分配公用地址，这包括已被确定在Internet中唯一的、以前分配的有类别网络ID或较新的基于CIDR的地址前缀。对于基于CIDR的地址前缀来说，w（第一个八位位组）的值的范围是1至126和128至223，但是专用地址前缀（本章“专用地址”一节作了介绍）除外。ICANN将一个公用地址前缀分配给一个组织后，相应的路由就被添加到Internet的路由器中，从而使与该地址前缀相匹配的通信量能够到达这个组织。例如，将一个地址前缀分配给一个组织后，该地址前缀也会作为路由存在于Internet的路由器中。发送到分配的地址前缀内的地址的IPv4数据包将被路由到正确的目标。

2. 非法地址

不需要Internet连接的专用组织Intranet可以选择它们需要的任何地址方案，甚至可以使用ICANN已经分配给其他网络的公用地址前缀。如果专用组织后来决定直接连接到Internet，则这些地址就会和现有的公用地址相冲突而变为非法地址。具有非法地址的组织无法用这些非法地址接收通信量，因为Internet上的路由器会将发往ICANN分配的地址前缀的通信量发送到被分配了这些前缀的组织，而不会发送到使用非法地址的组织。

例如，一个专用组织选择使用206.73.118.0/24作为其Intranet的地址前缀。但是，ICANN已经将这个前缀分配给了Microsoft公司，所以Internet路由器中的路由会将所有发往IP v4地址206.73.118.0/24的数据包发送到Microsoft。只要该专用组织不连接到Internet，就不会出现问题，因为这两个地址前缀位于不同的IPv4网络中，这两个地址在各自的网络中是唯一的。如果这个专用组织后来直接连接到Internet并继续使用206.73.118.0/24作为地址前缀，则任何通过Internet发送到这两个地址的通信量都会到达Microsoft，而不会到达这个专用组织。

3. 专用地址

每个IPv4接口都需要有一个在其IPv4网络中唯一的IPv4地址。对于Internet，子网上连接到Internet的每个IPv4接口都需要有一个在Internet内唯一的IPv4地址。随着Internet的发展，各个连接到Internet的组织需要为其Intranet上的每个接口获取一个公用地址。这一需求对可用公用地址池提出了很高的要求。

在分析组织的地址需求时，Internet的设计者注意到，对于许多组织来说，大多数主机都不需要直接连接到Internet。那些确实需要一组特定的Internet服务（例如Web访问和电子邮件）的主机通常通过应用层网关（例如代理服务器和电子邮件服务器）来访问Internet服务。因此，大多数组织只需要很少的公用地址，供那些直接连接到Internet的节点（例如代理、服务器、路由器、防火墙和转换器等）使用。

组织中不需要直接访问Internet的主机则需要使用与已分配的公用地址不重复的IPv4地址。为解决这一编址问题，Internet设计者保留了IPv4地址空间的一部分供专用地址使用。专用地址空间中的IPv4地址叫做专用地址，这些地址永远都不会被当作公用地址来分配。因为公用和专用地址空间不重叠，所以专用地址永远不会与公用地址重复。

RFC 1918解释文档为专用地址空间定义了以下地址前缀：

l <chsdate w:st="on" year="1899" month="12" day="30" islunardate="False" isrocdate="False">10.0.0</chsdate>.0/8（10.0.0.0，255.0.0.0）

允许<chsdate w:st="on" year="1899" month="12" day="30" islunardate="False" isrocdate="False">10.0.0</chsdate>.1~10.255.255.254范围内的有效IPv4单播地址。地址前缀10.0.0.0/8有24个主机位，在一个专用组织内，任何一种编址方案都可以使用这些主机位。

l 172.16.0.0/12（172.16.0.0，255.240.0.0）

允许172.16.0.1~172.31.255.254范围内的有效IPv4单播地址。地址前缀172.16.0.0/12有20个主机位，在一个专用组织内，任何一种编址方案都可以使用这些主机位。

l 192.168.0.0/16（192.168.0.0，255.255.0.0）

允许192.168.0.1~192.168.255.254范围内的有效IPv4单播地址。地址前缀192.168.0.0/16有16个主机位，在一个专用组织内，任何一种编址方案都可以使用这些主机位。

因为ICANN永远不会把专用地址空间内的IPv4地址分配给一个连接到Internet的组织，所以Internet路由器中也永远不会包含指向专用地址的路由。您也无法通过Internet连接到一个专用地址。因此，使用专用地址的主机必须将其Internet通信量请求发送到一个具有有效公用地址的应用层网关（例如一个代理服务器），或者通过一个网络地址转换（NAT）设备将此专用地址转换成一个有效的公用地址。

4. 自动专用IP地址

在运行Windows Server 2003或Windows XP操作系统的计算机上配置一个接口，以便让该接口自动获取一个IPv4地址配置。如果计算机没有联系到动态主机配置协议（DHCP）服务器，则计算机会使用其备用配置，备用配置可以通过“Internet协议（TCP/IP）”组件的属性对话框中的“备用配置”选项卡来指定。

选中了“备用配置”选项卡上的“自动专用IP地址”选项时，如果找不到DHCP服务器，则Windows的TCP/IP组件就会使用自动专用IP地址（APIPA）。TCP/IP组件从地址前缀169.254.0.0/16中随机选择一个IPv4地址，并分配一个子网掩码255.255.0.0。ICANN保留了此地址前缀，因而此地址前缀在Internet上是不可访问的。利用APIPA，单子网小型办公室/家庭办公室（SOHO）网络在使用TCP/IP时不需要管理员去配置和更新静态地址或管理DHCP服务器。APIPA不配置默认网关。因此，您只能和子网中的其他节点交换通信量。