IP地址与域名的作用及区别

（一）IP 地址

在Internet 中，有成千上万台服务器和主机设备，用户间能够通信的前提是必须知道对方的地址。Internet 为接入网络的用户和网络上的所有设备（路由器、网关和服务器等）都分配了一个全球唯一的地址，这一地址就是IP 地址。

IP 地址的作用是标识上网计算机、服务器或者网络中的其他设备，是互联网中的基础资源，只有获得IP 地址（无论以何种形式存在），才能和互联网连接。

IP 地址是标识TCP/IP 主机的唯一地址，因此，TCP/IP 网络上的每一台计算机都必须被赋予一个IP 地址。IP 地址由两部分组成：网络标识（Network ID）和主机标识（Host ID）。Network ID 是网络标识符，每个网络区段都有一个网络标识符；Host ID 是主机标识符，每个网络区段中的每台计算机都被赋予一个主机标识符。

1.IP 地址的表示

目前，Internet 的IP 地址使用的是IPv4版本。它规定，对于Internet 上的每一台主机，都必须指定一个唯一的32 位地址，用32 位二进制数字表示，如11001010011011001111100111001110。为了方便阅读和从键盘上输入，可把每8 位二进制数字转换成一个十进制数字，并用小数点隔开：202.108.249.206，这就是“点分十进制”记法。我们从键盘上输入点分十进制的IP 地址，计算机就把它转换为32 位的二进制数字。

2.IP 地址的分类

为了充分利用IP 地址空间，Internet 委员会定义了五种IP 地址类型以适合不同容量的网络，即A 类至E 类，其中A、B、C 三类在全球范围内统一分配，D、E 类为特殊地址。IP地址的格式如图2-2 所示。

图2-2　IP 地址的格式

（1）A 类地址。

从图2-2（a）中可以看出，在A 类地址中，用第一个字节来表示网络类型和网络标识号，后面三个字节用来表示主机号码，其中第一个字节的最高位设为0，用来与其他IP 地址类型相区分。第一个字节剩余的7 位用来表示网络地址，最多可提供27-2 =126 个网络标识号。这种IP 地址的后3 个字节用来表示主机号码，每个网络最多可提供大约1 678 万（224-2）个主机地址。这类地址网络支持的主机数量非常大，只有大型网络才需要A 类地址，由于Internet 发展的历史原因，A 类地址早已被分配完毕。

（2）B 类地址。

从图2-2（b）中可以看出，在B 类地址中，用前两个字节来表示网络类型和网络标识号，后面两个字节标识主机号码，其中第一个字节的最高两位设为10，用来与其他IP 地址区分开，第一个字节剩余的6 位和第二个字节（共14 位）用来表示网络地址，最多可提供214-2 =16 384 个网络标识号。这种IP 地址的后两个字节用来表示主机号码，每个网络最多可提供大约65 534（216-2）个主机地址。这类地址网络支持的主机数量较大，适用于中型网络，通常将此类地址分配给规模较大的单位。

（3）C 类地址。

从图2-2（c）中可以看出，在C 类地址中，用前三个字节来表示网络类型和网络标识号，最后一个字节用来表示主机号码，其中第一个字节的最高位设为110，用来与其他IP 地址区分开，第一个字节剩余的5 位和后面两个字节（共21 位）用来表示网络地址，最多可提供约200 万（221-2）个网络标识号。最后一个字节用来表示主机号码，每个网络最多可提供254（28-2）个主机地址。这类地址网络支持的主机数量较少，适用于小型网络，通常将此类地址分配给规模较小的单位，如公司、院校等单位。由于我国接入Internet 较晚，所以，较多采用C 类IP 地址。

（4）D 类地址。

D 类地址是广播地址，主要是留给Internet 体系结构委员会IAB（Internet Architecture Board）使用。

（5）E 类地址。

E 类地址保留在今后使用。目前大量使用的IP 地址仅有A、B 和C 类三种IP 地址。A、B、C 三类IP 地址各个字节的取值范围见表2-1。

表2-1　A、B、C 三类IP 地址各个字节的取值范围

（6）特殊的IP 地址。

①如果网络ID 为127，主机地址任意，那么这种地址是用来做循环测试用的，不可用作其他用途。例如，127.0.0.1 是用来将消息传给自己的。

②在IP 地址中，如果某一类网络的主机地址全为1，则该IP 地址表示为一个网络或子网的广播地址。例如，192.168.101.255，分析可知它是C 类网络地址，其主机地址为最后一个字节，即255，二进制为11111111B，表示将信息发送给该网络上的每个主机。

③在IP 地址中，如果某一类网络的主机地址全为0，则该IP 地址表示为网络地址或子网地址。例如，192.168.101.0，分析可知它是C 类网络地址，其主机地址为最后一个字节，即0，二进制为00000000B，表示一个网络地址。

说明：正是由于地址不允许全为0（表示网络或子网地址）或全为1（表示广播地址），所以其网络数目和主机数目都要减2。例如，C 类网络只能支持28-2 =254 个主机地址。

另外，如果要使网络直接连入Internet，应使用由InterNIC 分配的合法IP 地址。如果通过代理服务器连入Internet，也不应随便选择IP 地址，应使用由IANA（互联网地址分配管理局）保留的私有IP 地址，以避免与Internet 上合法的IP 地址相冲突。

（二）域名(www.xing528.com)

IP 地址是一组数字型网络标识符，它对计算机网络来讲是最有效的，但是对于使用网络的人来说，既难记忆，又很难从键盘输入。为了解决这一问题，人们研究出一种字符型标识，即为每一个接入Internet 的主机起一个用字母表示的名字作为主机地址，这个名字就是域名。

所谓域名，是互联网上标识和定位计算机的层次结构式的字符标识，与该计算机的互联网协议地址相对应。

1.域名的命名规则

域名是分层次的，Internet 上的各级域名分别由不同的机构来管理，各个机构管理域名的方式以及域名命名的规则也有所不同，但其中有一些相同的规则。

（1）域名中只能包含的字符为：26 个英文字母、0～9 十个数字、“-”（英文中的连接符）。

（2）域名中字符的组合规则。在域名中，不区分英文字母的大小写；对于一个域名的长度是有限制的。

（3）cn 顶级域名下三级域名的长度不能超过20 个字符。

（4）域名在整个互联网中必须是唯一的，当高级域名相同时，低级域名不允许重复。

（5）不得使用被限制使用的名称，如china、chinese 等公众知晓的国家或地区名称、外国地名、国际组织的名称，行业名称或商品的通用名，他人已经在中国注册过的企业名称或者商标；对社会、国家或者公共利益有损害的名称等。

2.域名的表示方法

域名基本的表示方法为：站点服务类型名.公司或机构名.网络性质名.最高层域名。

最高层域名又被称为顶级域名，往往是国家或地区代码，如中国的代码为cn；二级域名，即网络性质名，往往表示主机所属的网络性质，如商业机构的代码为com；三级域名是公司或机构名，如中央电视台为cctv、清华大学为tsinghua；四级域名是站点服务类型名，或称为计算机主机名，如万维网www。

例如，中央电视台的域名是：www．cctv.com，该域名结构如图2-3 所示。

清华大学的域名是：www．tsinghua.edu.cn，该域名结构如图2-4 所示。

图2-3　中国中央电视台域名

图2-4　清华大学域名

域名的使用虽然方便了人类，但是对于计算机而言，唯一能够识别的却是IP 地址，因此，互联网中必须有一种能将IP 地址与域名进行互换的系统，这一系统被称为域名管理系统（Domain Name System，DNS），如图2-5 所示。

常见国际性组织顶级域名及国家或地区顶级域名见表2-2 和表2-3。

图2-5　分布在互联网中的DNS 服务器可将名字转换为IP 地址

表2-2　常见Internet 国际性组织顶级域名

表2-3　常见Internet 国家或地区顶级域名

截至2018年12月，我国域名总数为3 792.8 万个，较2017年年底减少1.4%。其中，“.cn”域名总数为2 124.3 万个，较2017年年底增长1.9%，占我国域名总数的56.0%；“.com”域名数量为1 278.3 万个，占比为33.7%；“.中国”域名总数为172.4 万个，占比为4.5%，见表2-4。中国分类cn 域名数见表2-5。

表2-4　中国分类域名数

续表

表2-5　中国分类cn 域名数