从头开始学习网络-深挖网络IP地址

大家好，我是程序员soulmate，今天我们继续来聊一下网络中的IP，这是我们熟悉而又陌生的东西，为什么这么说，等会深挖一下你就会发现自己对它的了解真的太浅了。

目录

• IP地址是什么

• 为何IP地址会用尽

• IP地址是怎样来的

• IP地址配置实战（虚拟机centos7）

• 你知道如何批量安装操作系统吗

IP地址是什么

上一篇文章《从头开始学习网络-初识缤纷网络》我们也提及到了IP地址，但是只是浅浅的一些概念，这里我们来深挖一下ip这个神秘族。

IP地址的表现方式

IP地址的分类

IP地址是网络分层中的第三层，用途就是标记某个主机的具体位置。
IP地址分为两种，分类编址（早期设计，存在缺陷）和无分类编址（用来代替分类编制）。
IP地址分为5类，分别是A类、B类、C类、D类、E类：

分类	地址范围	用途
A类	1.0.0.0到127.255.255.255	用于大型网络
B类	128.0.0.0-191.255.255.255	一般用于中型规模网络。
C类	192.0.0.0-223.255.255.255	一般用于小型网络（也就是局域网）。
D类	224.0.0.0-239.255.255.255	用于多点广播
E类	240.0.0.0-255.255.255.254	为将来使用保留

所有分类的最后一个ip地址是广播地址。

特殊IP地址

1. 每个字节都为0的ip对应于当前主机（0.0.0.0）。

2. 每个字节都为1的ip是当前子网的广播IP地址（255.255.255.255）。

3. ip地址不能用十进制127开头，该类地址数字127.0.0.0到127.255.255.255用于回路测试，127.0.0.1可以代表当前主机IP地址。

4. （0.0.0.0）当一台主机还没有ip地址的时候，用于表示主机本身，并把Mac地址告诉路由；被保留用来指向默认路由。

私有地址

地址类	起始地址	结束地址
A	10.0.0.0	10.255.255.255
B	172.16.0.0	172.31.255.255
C	192.168.0.0	192.168.255.255

为何IP地址会用尽

如上所述，IP地址需要分成好几类，分类是因为历史原因导致的，一开始设计的时候也没想到互联网发展这么快，还有就是为了方便管理这些IP地址，这样分类有好处，同时也有缺点，缺点就是现在不够用但是依然有很大一部分是浪费的ip地址。
在现实生活中，我们的ipv4资源已经分配完，我们来看一个数据你就知道为什么ipv4地址分完了：

私有IP地址段：

A类：10.0.0.0到10.255.255.255 约1658万个

B类：172.16.0.0到172.31.255.255 约104万个

C类：192.168.0.0到192.168.255.255 约6.5万个

公网IP地址段：

A类：1.0.0.0----9.255.255.255 约1.5亿个

11.0.0.0-----126.255.255.255 约19.23亿个

B类：128.0.0.0-----172.15.255.255 约7.3亿个

172.32.0.0-----191.255.255.255 约3.3亿个

C类：192.0.0.0-------192.167.255.255 约0.11亿个

192.169.0.0-----223.255.255.255 约5.03亿个

合计约36.47亿个可用公网IP地址，理论上是255*255*255*255约42.28亿个，除去私有网段、网络ID、广播ID、保留网段、本地环回127.0.0.0网段、组播224.0.0.0网段、实际可用就是36.47亿个。
所以，针对ipv4资源不够用问题，有了ipv6这个ip新成员。IPV6采用128位IP地址、IP总数为2^128个，比地球上沙粒总数还多，IPV4总数为2^32个。

IP地址是怎样来的

说了那么多，那我们使用的IP地址是如何来的呢？
IP地址一般都是手动设置的，或者由路由动态分配，分为静态IP地址和动态IP地址。静态ip顾名思义就是手动配置基本不会变化的IP地址，但是动态ip则不一样，动态ip就经常变动。静态IP地址这就好比我们自己买了房子，而动态ip就好比我们是租房子，租期到了就要退还。
我们先来了解一个新的名词，DHCP（动态主机配置协议）是一个局域网的网络协议。指的是由服务器控制一段IP地址范围，客户机登录服务器时就可以自动获得服务器分配的IP地址和子网掩码。
那这就好办了，静态的ip地址是我们自己手动设置的，这个很好理解；动态的ip地址就是由DHCP server分配的，动态IP地址是有租约的，隔段时间就是会变化的。
如图就是路由器的IP分配方式设置：

IP地址配置实战（虚拟机centos7）

前些日子，我安装了虚拟机当做服务器使用，系统是centos7，安装啥的都很顺利，就是用到后面的时候我发现这个ip地址经常变化，每次使用都要查看一下ip地址，然后就想着能不能设置静态的ip，使用centos的时候就能方便点。
废话少说，开干：

1. 准备的环境：

• 宿主机 win10

• VMware WorkStation15

• 系统CentOS7

• 路由器

2. 设置VM的联网方式

把VM的联网方式设置为桥接模式，这样就是直接使用路由器分配的IP地址

3. 设置centOS7的网卡配置

首先进入网卡配置目录：/etc/sysconfig/network-scripts

然后在目录下有一个ifcfg-ens33的配置文件，ens33表示系统使用的网卡名，每个系统可能会有区别：使用vi命令进入编辑文件，具体配置如下所示：

TYPE=Ethernet
PROXY_METHOD=none
BROWSER_ONLY=no
#指定网络适配器
#（dhcp）就是动态分配地址，
#（static）静态地址
BOOTPROTO=static
DEFROUTE=yes
IPV4_FAILURE_FATAL=no
IPV6INIT=yes
IPV6_AUTOCONF=yes
IPV6_DEFROUTE=yes
IPV6_FAILURE_FATAL=no
IPV6_ADDR_GEN_MODE=stable-privacy
# ONBOOT设置为yes
ONBOOT=yes
# 分配和宿主机同一网段的IP地址
IPADDR=192.168.31.98
# 子网掩码
NETMASK=255.255.255.0
# 网关IP地址
GATEWAY=192.168.31.1
DNS1=192.168.31.1
DNS="114.114.114.114 192.168.31.1"
# 网卡名
NAME=ens33
UUID=c386c366-e4b8-4ea6-aa01-dcc3b645e54e
DEVICE=ens33
NM_CONTROLLED="no"

4. 注意事项（敲黑板）

我在配置好使用的时候发现会有IP冲突的情况，因为我的路由器设置的DHCP分配方式，你这里是自己配置的静态ip地址，其他地方是路由器自动分配的ip地址，这就难免会有IP冲突的情况，那既然有问题就解决，咋解决呢，看图：

我的路由器网关ip地址是192.168.31.1，上面centOS我配置的ip地址是192.168.31.98，所以呢我就设置路由器100-255的地址拿来DHCP动态分配，这样就完美的解决了静态IP和动态IP冲突的问题了，这个开放范围可以根据自己的实际情况设置，我这里是因为一直用着98这个地址，所以就懒得换了。

拓展：你知道如何批量安装操作系统吗

以前上大学的时候，我们学校有一个比赛，然后有50多台机器需要安装厂家的定制系统，他们安装系统的时候是统一安装，统一开机的，我还很好奇，这是怎么做到的，但是后面也就渐渐忘却了这件事。直到工作之后，我才知道批量安装操作系统也是通过强大的网络和预启动执行环境（PXE）。

PXE协议分为客户端和服务器端，当计算机启动的时候，BIOS把PXE客户端调入内存中，然后就可以连接服务器做一些操作，例如通过TFTP文件协议获取操作系统执行文件。这就是批量安装操作系统的核心原理，这个知识点对运维同学来说挺重要的，如果有感兴趣或者工作需要的可以自行查找资料，了解更详细的操作步骤。

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