IP 位址會變嗎？

看分配方式。家庭寬頻的出口位址多數是動態分配的，重新撥號或光貓重啟後就可能變；家裡和辦公室的私網位址由路由器的 DHCP 下發，也可能變。機房伺服器的位址是靜態分配的，不主動變更就不會變，所以對外服務、讓對方加白名單都要用伺服器的固定位址。

IP 位址和連接埠是什麼關係？

IP 位址找到主機，連接埠找到主機上的某個程式，取值範圍是 0–65535。一條 TCP 連線由源 IP、源連接埠、目的 IP、目的連接埠共同確定，例如 SSH 預設用 22 連接埠，HTTPS 預設用 443 連接埠。

知道一個 IP 位址，能查到具體是誰嗎？

單憑公開資訊查不到。公開的 IP 定位庫只能給出大致的國家、省市和運營商；某個時刻由哪位使用者使用，只有分配位址的運營商或機房有記錄，這些記錄不對外公開。家庭寬頻和手機網路還普遍使用位址轉換，同一個公網 IP 背後可能有很多使用者。

IP 位址是什麼意思：格式、分類與作用

IP 位址是什麼意思：IP 位址（Internet Protocol Address）是網路層給每個網路介面分配的數字位址，資料包靠它從一台裝置送到另一台裝置。目前最常用的 IPv4 位址由 32 位二進位制組成，為了方便閱讀，寫成 4 段 0 到 255 的十進位制數，中間用點隔開，例如 192.168.1.10。一個位址分成兩部分：前面的網路位說明它在哪個網段，後面的主機位說明它是網段裡的哪一台，分界線由子網掩碼決定。IP 位址的作用可以概括成兩點：標識這個介面是誰，以及讓路由器知道資料包該往哪裡送。IPv6 位址是 128 位，寫法和規則另成一套，本文以 IPv4 為主。

點分十進位制：32 位二進位制怎麼寫成 192.168.1.10

計算機裡的 IPv4 位址就是一串 32 位的二進位制數。按 8 位一段切成 4 段，每段換算成 0 到 255 的十進位制，就得到點分十進位制寫法。每一位的權重從左到右依次是 128、64、32、16、8、4、2、1，以 192.168.1.10 為例：

段	十進位制	拆成 2 的冪	二進位制
第 1 段	192	128 + 64	11000000
第 2 段	168	128 + 32 + 8	10101000
第 3 段	1	1	00000001
第 4 段	10	8 + 2	00001010

32 位一共能表示 2^32 = 4,294,967,296 個位址，約 43 億。扣掉私網、組播、保留等特殊用途的位址，能分到網際網路上使用的更少，這就是 IPv4 位址稀缺、需要 IPv6 的根本原因。

點分十進位制有幾種看起來像、實際不對的寫法，錄台帳和寫指令碼時要特別注意：

寫法	是否合法	說明
192.168.1.10	合法	標準寫法
192.168.1.256	不合法	每段最大 255
192.168.010.1	有歧義	很多系統把 0 開頭的段當八進位制，010 被讀成 8
192.168.1	不規範	部分程式把它補成 192.168.0.1
3232235786	能被部分程式接受	32 位整數寫法，等於 192.168.1.10

第三行不是理論問題，在 Windows 和 Linux 上都能復現：

C:\> ping 192.168.010.1
正在 Ping 192.168.8.1 具有 32 位元組的資料:

$ ping 192.168.010.1
PING 192.168.010.1 (192.168.8.1) 56(84) bytes of data.

Python 的 ipaddress 模組從 3.9.5 起直接拒絕帶前導零的寫法，更早的版本則把 010 當成十進位制的 10。同一個字串，不同工具、甚至同一工具的不同版本理解都不同，所以台帳、配置和工單裡一律寫不帶前導零的標準形式。

網路位和主機位：掩碼劃出“哪個網段、哪一台”

光有位址還不夠，還要知道哪幾位是網路位。子網掩碼就是幹這個的：掩碼裡為 1 的位是網路位，為 0 的位是主機位。把位址和掩碼按位相與，得到的就是網路位址：

位址      192.168.1.10    11000000.10101000.00000001.00001010
掩碼      255.255.255.0   11111111.11111111.11111111.00000000
按位與    192.168.1.0     11000000.10101000.00000001.00000000   ← 網路位址

這裡前 24 位是網路位，寫成 192.168.1.10/24；最後 8 位的 10 是主機位，表示這個網段裡的第 10 號主機。每個網段裡有兩個位址不能分給裝置：主機位全為 0 的網路位址（192.168.1.0），和主機位全為 1 的廣播位址（192.168.1.255），所以一個 /24 能用的是 254 個。

網路位決定了一台主機怎麼發包。假設本機是 192.168.1.10/24，閘道器是 192.168.1.1：

目標位址	和本機同網段嗎	本機怎麼發
192.168.1.20	是，網路位都是 192.168.1	用 ARP 查出 .20 的 MAC，直接發給它
192.168.2.20	否	發給閘道器 192.168.1.1，由閘道器轉發
114.114.114.114	否	同樣交給閘道器

在 Linux 上可以直接問系統會怎麼走：

$ ip route get 192.168.1.20
192.168.1.20 dev eth0 src 192.168.1.10
$ ip route get 192.168.2.20
192.168.2.20 via 192.168.1.1 dev eth0 src 192.168.1.10

第一條沒有 via，說明直接投遞；第二條 via 後面是閘道器。Windows 上對應的命令是 PowerShell 的 Find-NetRoute -RemoteIPAddress 192.168.2.20。新人常見的故障“同網段能通、跨網段不通”，多半是閘道器沒填或填錯；“明明同網段卻不通”，先核對兩邊的掩碼是否一致。

A、B、C 類位址和私有位址範圍

早期的 IPv4 按位址開頭的幾位二進位制分成五類，網路位的長度由類別決定：

類別	首位元組二進位制開頭	首位元組範圍	預設網路位	用途
A 類	0	0–127	8 位（255.0.0.0）	大型網路；0 和 127 開頭的有特殊用途
B 類	10	128–191	16 位（255.255.0.0）	中型網路
C 類	110	192–223	24 位（255.255.255.0）	小型網路
D 類	1110	224–239	—	組播
E 類	1111	240–255	—	保留

1993 年起，網際網路改用 CIDR，網路位長度不再由類別決定，103 開頭的位址照樣可以按 /24 甚至更小的塊分配。今天類別只留下兩處痕跡：口語裡的“C 段”（指一個 /24），以及部分作業系統在你輸入位址後按類別自動填寫的預設掩碼，後者常常不是你該用的值。

私有位址是 RFC 1918 從 A、B、C 類裡各劃出的一塊，任何單位都可以在內部重複使用，但不能直接在網際網路上路由，存取外網要經過 NAT 轉換成公網位址：

私有位址範圍	CIDR 寫法	相當於	位址數
10.0.0.0 – 10.255.255.255	10.0.0.0/8	1 個 A 類網路	16,777,216
172.16.0.0 – 172.31.255.255	172.16.0.0/12	16 個 B 類網路	1,048,576
192.168.0.0 – 192.168.255.255	192.168.0.0/16	256 個 C 類網路	65,536

另外幾個維運中經常遇到的特殊位址：

位址	含義	什麼時候會碰到
127.0.0.0/8	環回，指本機	測試本機服務
0.0.0.0	未指定；在監聽配置裡表示“本機所有位址”	`ss -tln` 裡看到 0.0.0.0:80，表示所有網路卡都在監聽 80 連接埠
169.254.0.0/16	鏈路本地，系統自動配置	網路卡顯示這個位址，說明沒從 DHCP 拿到位址
100.64.0.0/10	運營商級 NAT 的共享位址	寬頻拿到的不是真正的公網 IP
255.255.255.255	本網段受限廣播	DHCP 客戶端找伺服器時發出的報文
224.0.0.0/4	組播	VRRP、OSPF 等協議的報文

IP 位址、域名、MAC 位址是什麼關係

三者都是“位址”，但工作在不同層次，各管一段：

對比項	域名	IP 位址	MAC 位址
例子	`www.example.com`	203.0.113.30	00:00:5e:00:53:30
所在層次	應用層（DNS）	網路層	資料鏈路層
作用	給人記的名字	跨網路定址和路由	在同一網段內把幀交給具體網路卡
誰來分配	向註冊商註冊，自己設定解析	運營商、機房分配，或由 DHCP 下發	網路卡出廠時寫入，可以修改
怎麼轉換	DNS 解析成 IP	ARP 解析成 MAC	—
傳輸途中是否變化	—	源、目的位址一路不變，經過 NAT 時除外	每經過一個路由器就換一次

用一次網頁存取把三者串起來，本機仍是 192.168.1.10/24：

瀏覽器先做 DNS 解析，得到 www.example.com 的 IP，比如 203.0.113.30，用 dig +short www.example.com 或 nslookup www.example.com 可以看到這一步的結果。
本機比較網路位，發現 203.0.113.30 不在 192.168.1.0/24 裡，決定交給閘道器。
本機用 ARP 查出閘道器 192.168.1.1 的 MAC，已在快取裡就直接用。
發出的幀裡，目的 MAC 是閘道器的，目的 IP 是 203.0.113.30。
每經過一個路由器，二層頭被拆掉重新封裝，MAC 換成下一跳的；IP 頭裡的目的位址始終是 203.0.113.30。
最後一個路由器在伺服器所在的網段裡用 ARP 找到伺服器的 MAC，把包交過去。

三者之間也不是一一對應：一個域名可以解析出多個 IP（負載均衡、CDN），一個 IP 上可以承載多個域名（虛擬主機），一塊網路卡通常只有一個 MAC，卻可以配多個 IP。

IP 位址是根據什麼定位的

IP 位址本身不含任何地理資訊，“IP 定位”是查資料庫得出的結果。定位資料庫的資料主要來自幾個方面：

資料來源	能提供什麼	精度
位址註冊資訊（whois）	位址段由哪個機構持有、登記在哪個國家或地區	通常到國家，有時到省
路由宣告（BGP）	這段位址由哪個運營商在網際網路上宣告	到運營商
網路測量	從多個已知位置測延遲、看路由路徑，推算大致位置	取決於探測點的密度
應用和合作方提供的定位樣本	已知位置與當時所用 IP 的對應關係	取決於樣本數量，會隨位址重新分配而過時

所以 IP 定位常見這幾種偏差：手機網路的出口集中，顯示的城市可能是省會或別的城市；雲伺服器、CDN 節點顯示的是機房所在地，而不是使用者所在地；註冊地與實際使用地不一致的位址，會被一些庫識別成註冊地；走代理或 VPN 時，看到的是代理出口的位置。想知道一個位址登記在誰名下，用 whois 查：

whois 203.0.113.30
# APNIC、RIPE 的記錄重點看 inetnum（位址範圍）、netname、descr（持有機構）、country（登記國家）幾行
# ARIN 的記錄欄位名不同，對應 NetRange、NetName、OrgName、Country

IP 位址在哪裡檢視

想查什麼	Windows	Linux	說明
本機網路卡上的位址	`ipconfig`	`ip -4 addr`	家裡和辦公室看到的多是私網位址
掩碼和閘道器	`ipconfig`	`ip route`，default via 後面是閘道器	掩碼在 Linux 上以 /24 這樣的字首長度顯示
出口公網 IP	`curl.exe -4 ifconfig.me`	`curl -4 ifconfig.me`	網際網路上別人看到的位址

手機在 Wi-Fi 設定裡點開當前網路的詳情就能看到本機位址。本機位址和出口位址不一樣，說明中間有路由器或運營商做了位址轉換，這在家庭寬頻和辦公網裡是常態；機房伺服器配的通常就是公網 IP，兩者一致。

機房裡一台伺服器會用到哪些 IP

新入行的維運很快會發現，一台託管伺服器身上不止一個位址：

位址	例子	配在哪裡	誰能存取
業務公網 IP	203.0.113.30/26	伺服器的業務網路卡	網際網路
閘道器	203.0.113.1	三層交換器的 VLAN 介面	同網段的伺服器
IPMI 管理 IP	10.20.0.15/24	伺服器的 BMC 管理口	只有機房管理網
內網 IP	10.30.1.15/24	伺服器的第二塊網路卡	同機房內網
交換器管理 IP	10.10.0.2/24	交換器的管理介面	只有維運

這些位址分屬不同的段、不同的用途，一個記錯就是一次故障：業務 IP 重複分配會衝突，IPMI 位址落進公網段會暴露管理口。Toplink DCIM 的 IP 位址管理按 CIDR 錄入位址段，自動算出起止位址和子網掩碼，閘道器可選段內第一個或最後一個位址；每個段可以標記為公網 IP、IPMI、客戶內網、內網 IP、臨時 IP 等型別，分別統計和分配。開通伺服器時從可用段自動取址，下架或退訂時把位址設為空閒即可回收，哪個位址在哪台機器上，一查便知。