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IP地址分类和子网掩码  

2007-11-05 11:16:03|  分类: 信息技术 |  标签: |举报 |字号 订阅

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  基于IP协议的因特网,目前已经发展成为当今世界上规模最大、拥有用户最多、资源最广泛的通信网络。 IP协议也因此成为事实上的业界标准,以IP协议为基础的网络已经成为通信网络的主流。


一、IP地址
  IP地址是用来标识网络中的一个通信实体,比如一台主机,或者是路由器的某一个端口。 而在基于IP协议网络中传输的数据包,也都必须使用IP地址来进行标识,如同我们写一封信, 要标明收信人的通信地址和发信人的地址,邮政工作人员通过该地址来决定邮件的去向。
  在计算机网络里,每个被传输的数据包也要包括一个源IP地址和一个目的IP地址。 当该数据包在网络中进行传输时,这两个地址要保持不变,以确保网络设备总能根据确定的IP地址, 将数据包从源通信实体送往指定的目的通信实体。
   目前,IP地址使用32位二进制地址格式,为方便记忆,通常使用以点号划分的十进制来表示,如:202.112.14.1。
  一个IP地址主要由两部分组成:一部分是用于标识该地址所从属的网络号;另一部分用于指明该网络上某个特定主机的主机号。
  为了给不同规模的网络提供必要的灵活性,IP地址的设计者将IP地址空间划分为五个不同的地址类别, 如下表所示,其中A、B、C三类最为常用。



  网络号由因特网权力机构分配,主机地址由各个网络的管理员统一分配。因此, 网络地址的惟一性与网络内主机地址的惟一性确保了IP地址的全球惟一性。

 
二、子网划分

  为了提高IP地址的使用效率,一个网络可以划分为多个子网:采用借位的方式, 从主机最高位开始借位变为新的子网位,剩余部分仍为主机位。 这使得IP地址的结构分为三部分:网络位、子网位和主机位,如图1所示。



  引入子网概念后,网络位加上子网位才能全局惟一地标识一个网络。把所有的网络位用1来标识, 主机位用0来标识,就得到了子网掩码。图2所示的子网掩码转换为十进制之后为:255.255.255.224。
    子网编址使得IP地址具有一定的内部层次结构,这种层次结构便于IP地址分配和管理。 它的使用关键在于选择合适的层次结构,使得网络地址既能适应各种现实的物理网络规模, 又能充分地利用IP地址空间(即从何处分隔子网号和主机号来决定)。

 
三、 IP 地址的局限性

  最初的因特网设计者没有预想到网络会如此快速地发展, 因此现在网络面临的问题都可以追溯到因特网发展的早期决策上,IP地址的分配更能体现这一点。



  目前使用的IPv4地址使用32位的地址,即在IPv4的地址空间中有232(约43亿)个地址可用。 这样的地址空间在因特网早期看来几乎是无限的,于是便将IP地址根据申请而按类别分配给某个组织或公司, 而没有考虑到IPv4地址空间最终会被用尽。
  IPv4地址是按照网络的大小(所使用的IP地址数)来分类的,它的编址方案使用“类”的概念。 A、B、C三类IP地址的定义很容易理解,也很容易划分,但是在实际网络规划中, 它们并不利于有效地分配有限的地址空间。对于A、B类地址,很少有这么大规模的公司能够使用, 而C类地址所容纳的主机数又相对太少。所以,现有类别的IP地址并不利于有效地分配有限的地址空间,不适合网络规划。
  在这种情况下,人们开始致力于下一代因特网协议——IPv6的研究。由于现在IPv6的协议并不完善和成熟, 还需要长期的试验验证,因此,IPv4到IPv6的完全过渡将是一个比较长的过程, 在过渡期间我们仍然需要在IPv4上实现网络间的互连。 而在20世纪90年代初期引入的变长子网掩码(VLSM)和无类域间路由(CIDR)等机制, 作为过渡时期提高IPv4地址空间使用效率的短期解决方案起到了很好的作用。

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