IP网络地址采用“网络·主机”的形式,其中网络部分是网络的地址编码,主机部分是网络中一个主机的地址编码。
IP地址分为5类。A,B,C类是常用地址。IP地址的编码规定全0表示本地地址,即本地网络或本地主机;全1表示广播地址,任何网站都能接收。所以,除去全0和全1地址外,A类有126个网络地址,1600万个主机地址;B类有16382个网络地址,64000个主机地址;C类有200万个网络地址,254个主机地址。
IP地址通常用十进制数表示,即把整个地址划分为4个字节,每一个字节用一个十进制数表示,中间用圆点分隔。根据 IP地址的第一个字节,就可判断它是A类,B类还是C类地址。
IP地址由美国Internet信息中心(InterNIC)管理。如果想加入Internet,就必须向InterNIC或当地NIC(例如CNNIC)申请IP地址。如果不加入Internet,只是在局域网中使用TCP/IP协议,则可以自己设计IP地址,只要网络内部不冲突就可以了。
一种更灵活的寻址方案引入了子网的概念,即把主机地址部分再划分为子网地址和主机地址,形成了三级寻址结构。这种三级寻址方式需要子网掩码的支持。
子网地址对网络外部是透明的。当IP分组到达目标网络后,网络边界路由器把32位的IP地址与子网掩码进行逻辑“与”运算,从而得到子网地址,并据此转发到适当的子网中。
虽然子网掩码是对网络编址的有益补充,但是还存在着一些缺陷。例如,一个组织有几个包含25台左右计算机的子网,又有一些只包含计算机的较小的子网。在这种情况下,如果将一个C类的地址分为6个子网,每一个子网可以包含30台计算机,大的子网基本上利用了全部地址,但是小的子网却浪费了许多地址。为了解决这个问题,避免任何可能 的地址浪费,就出现了可变长子网掩码(Variable Length Subnerwork Mask,VLSM)的编址方案。这样,可以在IP地址后面加上“/位数”来表示子网掩码中“1”的个数。例如,202.117.125.0/27的前27位表示网络号和子网号,即子网掩码为27位长,主机地址为5位长。
在点对点通信(unicast)中使用A,B和C类地址,这类地址都向某个网络中的一个主机。D类地址是组播地址,组播(multicast)和广播(broadcast)类似,都属于点对多点通信,但是又有所不同。组播的目标是一组主机,而广播的目标是所有主机。在一些新的网络应用中要用到组播地址,例如网络电视(LAN TV),桌面会议(desktop conferencing),协同计算(collaborative computing)和团体广播(corporate broadcast)等,这些应用都是一组主机发送信息。
实现组播需要特殊的方法。首先是网络中必须有能识别组播地址的路由器,这种路由器叫作组播网关,它接受一个目标地址为组地址的数据报并转发到相应的网络中。其次,主机要能够发送组播数据报,这需要给IP软件增加两个功能,其一是IP软件要能够接受应用软件指定的目标地址,其二是网络接口软件要能够把IP组地址映射到硬件组地址或广播地址上。另外,主机还需要能够接收组播报文,这要求主机中的IP软件能够向组播网关声明加入或退出某个地址组,并且当组播数据报来到时向同一组的各个应用软件各发送一个副本。事实上,IP软件为主机连接的每一个网络维护一个组播地址表,以表示各个网络中的组地址分布情况,这些功能在IP软件中是不验证实现的。
E类保留作为研究之用,以后的IPv6地址就是在此基础上扩展的。
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