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Internet上的每個點(diǎn)都有一個唯一指定的IP地址,任何兩臺機(jī)器的IP地址都不允許相同。IP地址長度為32比特,分為兩個部分:網(wǎng)絡(luò)號和主機(jī)號。如果某個機(jī)器和多個網(wǎng)絡(luò)相連,則在每個網(wǎng)絡(luò)中都分配有一個地址。一個路由器至少有兩個IP地址。
IP地址格式如圖2.23所示。由圖可知,IP地址可分為4類:
·A類地址:其標(biāo)識為最高比特為0。網(wǎng)絡(luò)號占7位,主機(jī)號占
24位。因此A類地址可定義126個網(wǎng)絡(luò)(0和127作它用),每個網(wǎng)絡(luò)可包含約16兆(224)個主機(jī)。A類地址對應(yīng)的是大型網(wǎng)絡(luò)。
.B類地址,其標(biāo)識為最高2個比特為10。網(wǎng)絡(luò)號占14位,主機(jī)號占16位。因此B類地址可定義16382個網(wǎng)絡(luò),每個網(wǎng)絡(luò)可包含約64K(2吟個主機(jī)。B類地址對應(yīng)的是中型網(wǎng)絡(luò)。
C類地址:其標(biāo)識為最高3個比特為110。網(wǎng)絡(luò)號占21位,主機(jī)號占8位。因此C類地址可定義約200萬(221)個網(wǎng)絡(luò),每個網(wǎng)絡(luò)可包含254個主機(jī)(0和255作它用)。C類地址對應(yīng)小型網(wǎng)絡(luò),如LAN。
D多播地址:其標(biāo)識為最高4個比特為lllO。其余28比特規(guī)定-個群組,它不再分為網(wǎng)絡(luò)號和組號。多播成員的加入、動態(tài)更新等需執(zhí)行專門的Internet群組管理協(xié)議(IGMP-IntemetGroup Managment Protocol),網(wǎng)絡(luò)中需設(shè)置多播路由器。多播地址也稱D類地址。
IP地址中的網(wǎng)絡(luò)號由網(wǎng)絡(luò)信息中心(NIC)統(tǒng)一分配,路由器選路只需用到地址中的網(wǎng)絡(luò)號部分。
為了便于標(biāo)記,IP地址采用點(diǎn)分十進(jìn)制法(dotteddecimalnotation)表示,即將32位地址分成4段標(biāo)記,每段為1個字節(jié),值范圍為0-255,每段標(biāo)記用小數(shù)點(diǎn)分隔。如,用16進(jìn)制表示的IP地址C0290614寫成點(diǎn)分形式即為192.41.6.20。最低IP地址為0.0.0.0,最高IP地址為225.225.225.225。
另規(guī)定有一些特殊意義的地址:
.網(wǎng)絡(luò)號全零:表示為“本網(wǎng)絡(luò)"。當(dāng)某臺主機(jī)想在網(wǎng)上通信,但卻不知道自己網(wǎng)絡(luò)的地址時,它可用全零網(wǎng)絡(luò)號填入。本網(wǎng)用戶接收后,返回信息時在目的地址中將給出本網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)號,這樣原發(fā)送主機(jī)就知道本網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)號了。但是發(fā)送主機(jī)必須知道本網(wǎng)是哪一類網(wǎng)絡(luò),才能確定應(yīng)填入多少個零。
.網(wǎng)絡(luò)號和主機(jī)號全為零:表示“本主機(jī)”。可在主機(jī)自舉時使用,該主機(jī)自舉后暫時還不使用。在Internet中把"O"都解釋為“本”。
.主機(jī)號全1:表示在網(wǎng)絡(luò)號指定的網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行廣播。在LAN中,廣播屬于正常傳輸,在其它網(wǎng)絡(luò)中廣播需由網(wǎng)絡(luò)軟件支持。該地址形式主要供用戶向遠(yuǎn)端LAN發(fā)送廣播消息。
.網(wǎng)絡(luò)號和主機(jī)號全為1:表示在本地網(wǎng)絡(luò)中廣播,主要用于主機(jī)還不知道本地網(wǎng)絡(luò)號的情況。
·127.xx.YY.互:形式上與A類地址相同,實(shí)際上是指示環(huán)回測試的預(yù)留地址,用于測試TCP/IP及本機(jī)進(jìn)程間通信。任何程序用此地址作為目的IP地址時,計(jì)算機(jī)上的協(xié)議軟件立即將數(shù)據(jù)報(bào)返回,并不將其送入網(wǎng)中。路由器也不處理此類地址。
由于上述特殊地址的存在,一般地址的網(wǎng)絡(luò)號和主機(jī)號都不采用全零和全1碼。
2.子網(wǎng)編址(Subnetaddressing)
這是80年代初提出的一項(xiàng)IP地址復(fù)用技術(shù)。由于在TCP/IP推出后的10年中,出乎設(shè)計(jì)者的意料出現(xiàn)了許多PC機(jī)的小型網(wǎng)絡(luò),這些網(wǎng)絡(luò)都要申請網(wǎng)絡(luò)號,一則會使路由器的負(fù)擔(dān)加重,導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)速度下降;二則地址空間要不夠用,特別是B類網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)號將缺乏。為此,提出如何減少網(wǎng)絡(luò)數(shù)的問題。子網(wǎng)編址的基本思想是在網(wǎng)絡(luò)和主機(jī)之間再增加一個層次:子網(wǎng),也就是使一個IP網(wǎng)絡(luò)號能為多個物理網(wǎng)絡(luò)所共享。此方法主要適用于B類網(wǎng)絡(luò)。
它將主機(jī)號部分進(jìn)一步劃分為子網(wǎng)號和主機(jī)號兩個子段,如圖2.2424所示。對于外部來說,仍然是一個B類網(wǎng),無需向NIC申請新號,網(wǎng)絡(luò)路由器數(shù)據(jù)庫也不需要更改。對于單位內(nèi)部來說,則有若干個子網(wǎng),子網(wǎng)的大小可以根據(jù)需要確定,每增加一個IAN,即可作為一個子網(wǎng)加入,管理方便,規(guī)劃也很靈活。
當(dāng)然,為了支持子網(wǎng)選路,內(nèi)部要增設(shè)路由器,接在每個子網(wǎng)上。設(shè)圖2.24中,B類網(wǎng)絡(luò)號為130.50,子網(wǎng)號占6比特,共可設(shè)62個LAN子網(wǎng),每個LAN可接1022個主機(jī)。假定目前已有4個子網(wǎng),每個子網(wǎng)的起始IP地址分別為130.50.4.1、130.50.8.1、130.50.12.1和130.50.16.1,則路由器配置如圖2.25所示。從Internet的其余部分傳往B類網(wǎng)絡(luò)號為130.50的數(shù)據(jù)報(bào)均經(jīng)過路由器G1進(jìn)人,然后G1再根據(jù)子網(wǎng)號將其送至相應(yīng)子網(wǎng)路由器,后者再根據(jù)主機(jī)號譯成MAC地址后在子網(wǎng)內(nèi)廣播發(fā)送。需注意每個路由器配備有兩個IP地址,其中GI是原有的外部路由器。