IP地址基本知识

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IP地址的作用在局域网中的作用毋庸置疑，不过很多初学者对于IP地址又爱又怕。因为IP地址的0、1给人过于神秘的感觉。而在本文，我们就将IP地址的基本知识介绍给大家，揭开它的面纱。

IP地址的分配

lP地址的基本概念

IP实际上是Internet Protocol(Internet协议)的缩写。IP地址是32位的二进制数值，例如“11000000101010000000100001010000”就是一个IP地址。这么多的l和0，看了就头痛，更别说记了。所以为了书写和记忆的方便，在使用的时候以8位为一个单元(也就是一个字节)把这些二进制的数转化为十进制的数，并且用小数点隔开，这种表示形式称作点分十进制。
更多IP地址的介绍，详情请参见条目:IP地址的基本概念

可全局路由的lP地址和专用IP地址

可全局路由的IP地址也称为公有IP地址，而专用IP地址又称为私有IP地址。并不是所有的IP地址都能在Internet中使用。习惯上，把那些能够在Internet中使用的IP地址称为可全局路由的IP地址，另一部分则称为专用IP地址。IANA(Internet Assigrted Numbers Authority，Internet已分配数字权威协会)将A、B、C类地址的一部分留作专用以作为私有IP地址空间，专门用于专用网络(如企业内部局域网、校园网)的使用。当使用路由设备与广域网连接时，路由设备会自动将该地址段的信号隔离在局域网内部，因此，不用担心当IP地址相同时会与其他局域网中的IP地址发生冲突。网管完全可以放心大胆地根据自己的需要(依网络主机和设备的数量而定)选用适当的专用网络地址段来设置本单位局域网中的IP地址。路由器或网关会自动将这些IP地址拦截在局域网络之内，而不会将其路由到公有网络中，因此，即使在两个局域网中均使用相同的私有IP地址段，彼此之间也不会发生冲突。
有关交换机、集线器、路由器三者的区别，详情请参见条目:交换机、集线器、路由器区别和使用浅谈。

Microsoft Windows的APIPA(Automatic Private Internet Protocol Addressing，自动专有寻址IP地址)用于自动分配IP地址的网段为169.254.0.0～169.254.255.255。

可全局路由的IP地址的利用与分配

毫无疑问，Internet网络中的每一台计算机都需要一个IP地址，然而，在目前IP地址资源非常紧缺的情况下，想从Internet接入商那里获取足够的IP地址简直是不可能的。通常每个用户只能获得4～16个公有IP地址，即使是拥有几百台计算机的局域网，因此应该考虑如何合理利用有限的IP地址了。
更多有关全局路由IP的内容，详情请参见条目:可全局路由的IP地址的利用与分配

专用IP地址的利用和分配

可全局路由的IP地址的分配方案算是确定了，它既解决了IP地址不足的问题，同时又提升了Internet访问速度。接下来，就应该着手处理专用IP地址的分配了。首先，要考虑选用哪一段专用IP地址。其实网络的划分并不是很复杂，只要考虑到在可预见的将来的网络情况就可以了，同时要注重它的通用性及其稳定性。

其次，就是IP地址的分配方式了。一般情况下，有以下几种分配方式：手工分配，DHCP分配，自动分配等。
有关IP的分配，详情请参见条目:专用IP地址的利用和分配

不同地址的计算机之间的通信

在一个TCP/IP网络中，计算机之间是怎么进行通信的呢?这就要用到子网掩码了。其实子网掩码就是用来判断互相通信的计算机之间在不在同一个网络中的依据。子网掩码给出了整个IP地址的位模式，其中的1代表网络部分，0代表IP主机号部分，在实际应用中也采用点分十进制表示。可以利用它来帮助确定IP地址网络标识在哪里结束，主机标识从哪里开始。
更多有关子网掩码和计算机之间通讯的内容，详情请参见条目:不同地址的计算机之间的通信

IP地址冲突解决办法

在网络的日常应用当中，如果同时有两个用户在同一个局域网中使用了相同的IP地址，或者一个用户已经通过DHCP得到了一个IP地址，而同时又有其他用户以手工分配方式设定了与此相同的IP地址，这些都将不可避免地造成IP地址冲突，并会令其中一个用户无法正常使用网络，应该怎么避免这种情况的发生呢?这时可以从以下几个方面来考虑。

MAC地址绑定

以太网卡MAC地址由6段共12位十六进制数所组成，其中前6位由国际统一管理，网卡制造厂家申请到一个或多个只有前6位的地址后，为自己生产的网卡填入后6位，从而保证全球网络物理地址即MAC地址的惟一性。如果能够把MAC地址和IP地址绑定在一起，那么就能确保这台绑定了MAC地址和IP地址的计算机进行正常网络通信了。在进行MAc绑定之前可以首先对计算机的MAC地址进行测试。 (1)测试本地计算机的MAC地址 通过在本地计算机系统中运行Winipcfg．exe或Ipconfig．exe，即可测知网卡的MAC地址。具体的几个命令如下：

• Winipcfg

依次单击“开始”--“运行”，在文本框中输入“winipcfg”并回车后将弹出“IP配置”窗口。在下拉列表中选择“PCI Fast Ethernet Adapter”，此时显示在“适配器地址”栏中的文字即为该网卡的MAC地址。

• Ipconfig

在DOS提示符下，运行带有“all”参数的Ipconfig命令，也可显示网卡的MAC地址，命令格式如下：Dconfig/all(如图)。

(2)远程测试计算机的MAC地址 对于网管而言，是否可以坐在自己的计算机前就能测知局域网中所有计算机的MAC地址呢?可以利用TCPNetview工具软件来实现。该软件在安装完成之后，执行tcpnv．exe即可显示程序主窗口。在“File”菜单中选择“Refresh”命令，或直接按“F5”键，即可开始对局域网中现有的计算机进行扫描，然后将显示计算机名、IP地址和MAC地址等内容。

当得到了一台计算机上网卡的MAC地址后，就可以把它记录下来，由网管在网关或者防火墙上进行配置即可，具体的绑定命令视采用的网关或者防火墙不同而有所变化。这时，如果有其他的计算机想使用已经绑定过的地址，就会出现IP地址已被使用的提示。

交换机安全端口

过去常常在网络里使用路由器和集线器，而现在很多局域网转而采用了交换机。随着近几年来交换机的大幅降价，交换机在网络市场上占据了主导地位。主要原因就是交换机性价比高，结构灵活，可以随着未来应用的变化而灵活配置。

对于所遇到的IP地址冲突，还可以利用交换机的端口把不同的部门隔离开来解决。这是因为利用交换机可以对不同的区域实行不同的管理，经过分割的网段之间互不干扰，可以在一定程度上解决IP地址冲突的问题，不过交换机的功能远远不是这么简单，对它可以进行更灵活的设置。

划分VLAN

可以用交换机来实现网段隔离，从而在一定程度上避免IP地址冲突的发生，这种方法虽然简单，但它仍不能防止由于同一个端口下的网段内用户设置错误而引起的IP地址冲突。更好的解决办法就是，利用交 换机来划分VLAN，再利用MAC地址绑定的方法来综合处理。

如果根据交换机端口来划分虚拟局域网(即VLAN)，通常很容易用某种拖放软件把一个或多个用户分配到特定的VLAN中。在非交换机环境里，执行移动、添加或更改操作都很麻烦，有可能要改动接线板上的 跳线将一个集线器端口移动到另一个端口。同样地，改动VLAN分配也要靠人工进行，在大型网络里，这样做很费时。

而基于MAC地址划分的VLAN分配方案可使某些移动、添加和更改操作自动化。如果用户根据MAC地址被分配到一个VLAN或多个VLAN中，他们的计算机就可以连接交换网络的任何一个端口，所有通信均能正确无误地到达目的地。显然，管理员要进行VLAN初始分配，但用户被移动到不同的物理位置时，该机的连接不需要在管理控制台进行人工干预。

举例来说，如果采用基于端口的方式来划分VLAN，使用笔记本电脑并通过一个端口上网的用户由于工作需要，临时更改办公的地点，即变更了所用的交换机端口，那么笔记本电脑就要重新进行设置才可联网，而且还可能出现地址冲突，十分不便。如果采用基于MAC地址来划分VLAN，则只须网管在建设网络初期把公司内各台计算机所用的网卡的MAC地址记录下来，就可以一劳永逸了。因为在基于MAC地址的VLAN中，交换机对站点的MAC地址和交换机端口进行跟踪，在新站点入网时根据需要将其划归至某一个VLAN，而无论该站点在网络中怎样移动，由于其MAC地址保持不变，因此所处的VLAN保持不变。这样一来，计算机连入地点发生变化时仍可使用固定的上网方式而不需要进行任何改变。

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