基礎概念

ip地址

定義：互聯網協議地址，它是分配給網絡中每個設備（計算機，手機，路由器等）的唯一邏輯標識符。就像設備的“門牌號，用于在網絡中固定位和是被設備，實現設備間的通信”

核心作用：標識主機，定位網絡

主要版本

• ipv4：IPv4： 目前最廣泛使用的版本，格式為 X.X.X.X (例如 192.168.1.10)，其中每個 X 是 0-255 的十進制數（對應8位二進制）。總長度32位，理論上可提供約43億個地址，但已面臨枯竭
• ipv6：為解決IPv4地址耗盡問題而設計，格式為 XXXX:XXXX:XXXX:XXXX:XXXX:XXXX:XXXX:XXXX (例如 2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334)，其中每個 X 是4位十六進制數。總長度128位，提供近乎無限的地址空間。簡化規則（省略前導零、壓縮連續零段）使其更易書寫

分類：

• 公有ip地址：由ICANN及其下屬機構（如APNIC、RIPE NCC等）分配給ISP或大型組織，在互聯網上是全球唯一的，用于訪問互聯網。需要付費租用。
• 私有IP地址： 在局域網內部使用，不需要全球唯一，也不能直接訪問互聯網。需要通過NAT（網絡地址轉換）技術轉換為公有IP才能上網。私有地址范圍：
  • 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)

子網掩碼

定義：一個與IP地址成對出現的32位二進制數（通常也寫作點分十進制形式）

核心作用：劃分網絡位和主機位。實現子網劃分，提高IP地址利用率和網絡管理效率

工作原理：

• 子網掩碼由連續的1和連續的0組成
• 1的位：對應ip地址中的網絡位
• 0的位：對應ip地址中的主機位

標識方法：

• 點分十進制：如255.255.255.0，255.255.0.0，255.0.0.0
• CIDR表示法：/后跟數字，表示子網掩碼中連續1的個數：
  • /24：255.255.255.0，前24位是網絡位
  • /16：255.255.0.0，前16位是網絡位
  • /8：255.0.0.0，前8位是網絡位
  • /30：255.255.255.252，常用于點對點鏈路

網段

定義：指共享同一個網絡地址的一組IP地址所覆蓋的范圍。簡單說，就是處于同一個子網內的所有IP地址構成的連續地址塊

核心作用： 界定一個廣播域的范圍。同一個網段內的設備可以直接通信（通常通過交換機/集線器），不需要經過路由器轉發。不同網段間的設備通信必須通過路由器（網關）

網絡地址

通過將某個IP地址與其子網掩碼進行邏輯與運算得到的結果。它代表了一個特定子網的標識符
每個 IP 地址本質上都是一個 /32 網絡（在 IPv4 中）：這表示只包含自己的網絡

特點：

• 是一個網段中最小的地址
• 不能分配給任何主機設備使用
• 用于標識整個子網本身

廣播地址

在一個網段中最大的地址，發送到這個地址的數據包，會被該網段的所有主機設備接收和處理

特點：

• 不能分配給任何主機設備使用
• 用于向同一子網內的所有設備發送廣播信息（如ARP請求，DHCP發現）
  

主機地址

在一個網段中，拍出了網絡地址和廣播地址之后，剩下的那些可以實際分配給主機設備（如手機，電腦等）使用的ip地址，范圍網絡地址+1到廣播地址-1（在192.168.1.0/24這個網段中，主機范圍是192.168.1.1到192.168.1.254）

默認網關

通常是連接本地網絡中（子網）與外部網絡（其他子網或互聯網）的路由器接口在該本地網絡中配置的ip地址

核心作用：當一臺設備需要與不同網段的目標設備通信時，它會將數據包發送給默認網關，默認網關（路由器）負責根據路由表將數據包轉發到正確的目的地網絡

特點：

• 必須與發送設備處于同一個子網中
• 是一個可用的主機地址
  

總結

• IP地址+子網掩碼 = 定義設備身份和所屬網絡
  子網掩碼劃分出IP地址中的網絡部分和主機部分

• 網絡地址
  子網的“名字”或“編號”，有IP地址AND子網掩碼計算得出，代表網段起點

• 廣播地址
  子網的“全體呼叫地址”，主機位全1，代表網段終點

• 網段
  從網絡地址+1到廣播地址-1的連續IP地址范圍

• 主機地址
  網段內可分配給設備的具體IP

• 默認網關
  本網段內路由器的入口地址，是通往其他網絡的“大門”

類比

想象IP地址是你的完整郵寄地址（國家+省+市+區+街道+門牌號）。子網掩碼就像一把尺子，劃定了“市”這個層級。對于同一個“市”（網絡地址）內的不同“門牌號”（主機地址），郵遞員（路由器）直接投遞；發往不同“市”的信件，則先送到市郵局（網關）

簡單示例：

• 設備ip：192.168.1.100
• 子網掩碼：255.255.255.0
• 網絡地址：192.168.1.100
• 網段：192.168.1.0/24
• 網段范圍：192.168.1.1到192.168.1.254（主機范圍）
• 廣播地址：192.168.1.255

基礎用法

創建地址/網絡對象

• ipaddress.IPv4Address：創建單個ipv4地址
  

• ipaddress.IPv4Network：創建ipv4網絡（嚴格模式下要求主機位全0）
  

• ipaddress.IPv4Interface：創建帶接口信息的對象（保留掩碼）
  

常用函數

智能類型推斷（自動識別類型）

ip_address()：智能創建ipv4/ipv6地址

• 自動識別ipv4/ipv6地址并創建
  

• 支持整數創建
  

ip_network()：智能創建網絡對象

ip_interface(): 智能創建接口對象（保留掩碼信息）

網絡操作函數

collapse_addresses()：合并連續/重疊網絡（路由聚合）

處理對象是網絡對象，非單個IP地址
每個 IP 地址本質上都是一個 /32 網絡（在 IPv4 中）

summarize_address_range()：生成覆蓋IP范圍的最小CIDR列表

get_mixed_type_key()：IPv4/IPv6混合排序的鍵函數

其他屬性方法

is_private / is_global：檢查地址類型

reverse_pointer：獲取反向DNS查詢名

實用工具函數-暫無