文章目录

• 1.网络地址（Internet Address）
• 2.网络地址分类与主机地址边界
• 3.用于区分套接字的端口号

IP 是 Internet Protocol（网络协议）的简写，是为收发网络数据而分配给计算机的值。

端口号并非赋予计算机的值，而是为区分程序中创建的套接字而分配给套接字的序号。

1.网络地址（Internet Address）

为使计算机连接到网络并收发数据，必须为其分配IP地址。

IP地址分为两类：

• IPv4（Internet Protocol version 4）：444 字节地址族
• IPv6（Internet Protocol version 6）：161616 字节地址族

IPv4 与 IPv6 的差别主要是表示IP地址所用的字节数，目前通用的地址族为 IPv4。IPv6 是为了应对2010年前后IP地址耗尽的问题而提出的标准，IPv6 的普及将需要更长时间。

IPv4 标准的 444 字节IP地址分为网络地址和主机地址，且分为 AAA、BBB、CCC、DDD、EEE 等类型。下图展示了 IPv4 地址族，一般不会使用已被预约了的 EEE 类地址，故省略。

网络地址（网络ID）是为区分网络而设置的一部分IP地址。假设向 WWW.SEMI.COM 公司传输数据，该公司内部构建了局域网，把所有计算机连接起来。因此，首先应向 SEMI.COM 网络传输数据，也就是说，并非一开始就浏览所有 444 字节IP地址，进而找到目标主机；而是仅浏览 444 字节IP地址的网络地址，先把数据传到 SEMI.COM 的网络。SEMI.COM 网络（构成网络的路由器）接收到数据后，浏览传输数据的主机地址（主机ID）并将数据传给目标计算机。下图展示了数据传输过程。

某主机向 203.211.172.103 和 203.211.217.202 传输数据，其中 203.211.172 和 203.211.217 为该网络的网络地址。所以，“向相应网络传输数据”实际上是向构成网络的路由器（Router）或交换机（Switch）传递数据，由接收数据的路由器根据数据中的主机地址向目标主机传递数据。

若想构建网络，需要一种物理设备完成外网与本网主机之间的数据交换，这种设备便是路由器或交换机。它们实际上也是一种计算机，只不过是为特殊目的而设计运行的，因此有了别名。所以，如果在我们使用的计算机上安装适当的软件，也可以将其用作交换机。另外，交换机比路由器功能要简单一些，而实际用途差别不大。

2.网络地址分类与主机地址边界

只需通过IP地址的第一个字节即可判断网络地址占用的字节数，因为我们根据IP地址的边界区分网络地址，如下所示：

• AAA 类地址的首字节范围：0∼1270 \sim 1270∼127
• BBB 类地址的首字节范围：128∼191128 \sim 191128∼191
• CCC 类地址的首字节范围：192∼223192 \sim 223192∼223

还有如下这种表述方式：

• AAA 类地址的首位以 000 开始
• BBB 类地址的前 222 位以 101010 开始
• CCC 类地址的前 333 位以 110110110 开始

正因如此，通过套接字收发数据时，数据传到网络后即可轻松找到正确的主机。

3.用于区分套接字的端口号

IP用于区分计算机，只要有IP地址就能向目标主机传输数据，但仅凭这些无法传输给最终的应用程序。

计算机中一般配有 NIC（Network Interface Card，网络接口卡）数据传输设备。通过 NIC 向计算机内部传输数据时会用到 IP。操作系统负责把传递到内部的数据适当分配给套接字，这时就要利用端口号。也就是说，通过 NIC 接收的数据内有端口号，操作系统正是参考此端口号把数据传输给相应端口的套接字，如下图所示。

端口号就是在同一操作系统内为区分不同套接字而设置的，因此无法将 111 个端口号分配给不同套接字。

另外，端口号由 161616 位构成，可分配的端口号范围是 0∼655350 \sim 655350∼65535。但 0∼10230 \sim 10230∼1023 是知名端口（Well-known PORT），一般分配给特定应用程序，所以应当分配此范围之外的值。

另外，虽然端口号不能重复，但TCP套接字和UDP套接字不会共用端口号，所以允许重复。例如，如果某TCP套接字使用9190号端口，则其他TCP套接字就无法使用该端口号，但UDP套接字可以使用。

总之，数据传输目标地址同时包含IP地址和端口号，只有这样，数据才会被传输到最终的目的应用程序（应用程序套接字）。