浅析分类的IP地址

最新推荐文章于 2024-12-03 09:01:10 发布

人类二号

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分类专栏：计算机网络文章标签： tcp/ip 网络协议网络

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在 TCP/IP 体系中，IP 地址是一个最基本的概念。

1. IP地址及其表示方法

我们把整个互联网看成为一个单一的、抽象的网络。

IP 地址就是给每个连接在互联网上的主机（或路由器）分配一个在全世界范围是唯一的 32 位的标识符。

IP 地址现在由互联网名字和数字分配机构ICANN (Internet Corporation for Assigned Names and Numbers)进行分配。

IP 地址的编址方法

IP地址的编制地址共经过了三个历史阶段：

（1）分类的 IP 地址。这是最基本的编址方法，在1981年就通过了相应的标准协议。

（2）子网的划分。这是对最基本的编址方法的改进，其标准[RFC 950]在1985年通过。

（3）构成超网。这是比较新的无分类编址方法。1993年提出后很快就得到推广应用。

分类IP地址

将IP地址划分为若干个固定类。

每一类地址都由两个固定长度的字段组成，其中一个字段是网络号 net-id，它标志主机（或路由器）所连接到的网络，而另一个字段则是主机号 host-id，它标志该主机（或路由器）。

主机号在它前面的网络号所指明的网络范围内必须是唯一的。

由此可见，一个 IP 地址在整个互联网范围内是唯一的。

这种两级的 IP 地址可以记为：

IP 地址 ::= { <网络号>, <主机号>} (4-1)

::= 代表“定义为”

各类 IP 地址的网络号字段和主机号字段

点分十进制记法

例如：

11000000 00000101 00110000 00000011————192.5.48.3

00001010 00000010 00000000 00100101————10.2.0.37

2. 常用的三种类别的 IP 地址

IP 地址的指派范围

网络类别	最大可指派的网络数	第一个可指派的网络号	最后一个可指派的网络号	每个网络中最大主机数
A	126 (27 – 2)	1	126	16777214
B	16383 (214 – 1)	128.1	191.255	65534
C	2097151 (221 – 1)	192.0.1	223.255.255	254

126 (27 – 2)中为什么要减2？

A 类地址的网络号字段占 1 个字节，只有 7 位可供使用（该字段的第一位已经被固定为 0），但可指派的网络号是 126 个（即 27 - 2）。减二的原因是：第一，IP 地址中的全 0 表示“这个(this)”。网络号字段为全 0 的 IP 地址是个保留地址，意思是“本网络”；第二：网络号为 127 （即 01111111）保留作为本地软件环回测试本主机的进程之间的通信之用。

若主机发送一个目的地址为环回地址（例如 127.0.0.1）的 IP 数据包，则本主机中的协议软件就处理数据报中的数据，而不会把数据报发送到任何网络。目的地址为环回地址的 IP 数据报永远不会出现在任何网络上，因为网络号为 127 的地址根本就不是一个网络地址。

A 类地址的主机号占 3 个字节，因此每一个 A 类地址中的最大主机数是 224 - 2，即 16777214。这里减 2 的原因是：全 0 的主机号字段表示该 IP 地址是“本主机”所连接到的单个网络地址（例如，一主机的 IP 地址为 5.6.7.8，则该主机所在的网络地址就是 5.0.0.0，我认为可以理解为路由器ip），而全 1 表示“所有的(all)”，因此全 1 的主机号字段表示该网络上的所有主机。

IP 地址空间共有 232 个地址空间。整个 A 类地址空间共有 231 个地址，占整个 IP 地址空间的 50%。

A类IP地址的保留地址如下：

10.0.0.0 ~ 10.255.255.255是私有地址（所谓的私有地址就是在互联网上不使用，而被用在局域网络中的地址）

127.0.0.0 ~ 127.255.255.255是保留地址，用做循环测试用的

0.0.0.0 ~ 0.255.255.255也是保留地址，用做表示所有的IP地址

由于网络号不能为全0和全1，所以网络号取得的最小值为0000 0001十进制为1，网络号取得的最大值为0111 1110十进制为126

实际上可用于分配的IP地址范围为 1.x.y.z ~ 126.x.y.z，其中x.y.z各位不能为全0或者全1

所以判断一个IP地址是不是A类地址，只要判断他的第一个十进制数是不是从1 ~ 126即可

B 类地址的网络号字段有 2 个字节，但前面两位（10）已经固定了，只剩下 14 位可以进行分配。因为网络号字段后面的 14 位无论怎样取值也不可能出现使整个 2 字节的网络号字段为全 0 或全 1，因此这里不存在网络总数减 2 的问题。但实际上 B 类网络地址 128.0.0.0 是不指派的，而可以指派的 B 类最小网络地址是 128.1.0.0。[注1] 因此 B 类地址可以指派的网络数为 214 - 1，即 16383。B 类地址的每一个网络上的最大主机数是 216 - 2，即 65534。这个需要减 2 是因为要扣除全 0 和全 1 的主机号。整个 B 类地址空间共约有 230 个地址，占整个 IP 地址空间的 25 %。

C 类地址有 3 个字节的网络号字段，最前面的 3 位是（110），还有 21 位可以进行分配。C 类网络地址 192.0.0.0 也是不指派的，可以指派的 C 类最小网络地址是192.0.1 [注1] [COME06]，因此 C 类地址可指派的网络总数是 221 - 1，即 2097151。每一个 C 类地址的最大主机数是 28 - 2，即 254。整个 C 类地址空间共约有 229 个地址，占整个 IP 地址的 12.5%。

一般不使用的特殊的 IP 地址

网络号	主机号	源地址使用	目的地址使用	代表的意思
0	0	可以	不可	在本网络上的本主机（见 6.6 节 DHCP 协议）
0	host-id	可以	不可	在本网络上的某台主机 host-id
全 1	全 1	不可	可以	只在本网络上进行广播（各路由器均不转发）
net-id	全 1	不可	可以	对 net-id 上的所有主机进行广播
127	非全 0 或全 1 的任何数	可以	可以	用于本地软件环回测试