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计算机网络(4.4)网络层-分类的IP地址

2019-05-03 13:42 330 查看

在TCP/IP 体系中,IP地址是一个最基本的概念。

本部分重点:1、IP地址及其表示方法。 2、常用的三种类别的IP地址。

IP编址技术

计算机互联的前提,标识与寻址:

  • MAC 寻址(数据链路层)
  • IP 寻址(网络层)
  • 计算机名-NetBIOS名称(会话层) 其实是应用程序编程接口(API)
  • DNS-URL(统一资源定位符) 基于应用层。
     

What Is an IP Address?

          

Internet地址:要使Internet上主机间能正常通信,必须给每个计算机一个全球都能接收和识别的唯一标识,即IP地址。

1.   IP 地址及其表示方法

我们把整个因特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

  • 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。
  • 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。
  • 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地址结构如下:

       

这种两级的IP地址可以记为:

              

各类IP地址的网络号字段和主机号字段:

         

A 类地址的网络号字段 net-id 为 1 字节(1~126)。A 类地址的主机号字段 host-id 为 3 字节。

B 类地址的网络号字段 net-id 为 2 字节 (128.1~191.255)。B 类地址的主机号字段 host-id 为 2 字节。

C 类地址的网络号字段 net-id 为 3 字节 (192.0.1~223.255.255)。C 类地址的主机号字段 host-id 为1字节。

D 类地址是多播地址(2240.0.0~239.255.255.255)。

E 类地址保留为今后使用(240.0.0.0~255.255.255.255)。

私有网络地址

              

点分十进制记法

       

    

2. 常用的三种类别的IP地址

IP地址空间共有232个地址,其中A类地址空间共有231个地址,占整个IP地址空间的50%;B类地址空间共有230个地址,占整个IP地址空间的25%,C类地址空间共有229个地址,占整个IP地址空间的12.5%。

      

一般不使用的特殊的IP 地址

    

几种特殊的IP地址形式

网络地址有效的网络号和全0的主机号构成:202.207.178.0

广播地址: 1、直接广播地址: 有效网络号+全1主机号:202.207.178.255 。2、有限广播地址:255.255.255.255

回送地址(环回地址):127.0.0.1

本地地址:(私有地址)

IP 地址的一些重要特点

(1) IP 地址是一种分等级的地址结构。分两个等级的好处是:

第一,IP 地址管理机构在分配IP地址时只分配网络号, 而剩下的主机号则由得到该网络号的单位自行分配。这样就方便了IP 地址的管理 。

第二,路由器仅根据目的主机所连接的网络号来转发分组(而不考虑目的主机号),这样就可以使路由表中的项目数大幅度减少,从而减小了路由表所占的存储空间。

(2) 实际上IP 地址是标志一个主机(或路由器)和 一条链路的接口。

当一个主机同时连接到两个网络上时,该主机就必须同时具有两个相应的IP地址,其网络号net-id 必须是不同的。这种主机称为多归属主机(multihomed host)。

由于一个路由器至少应当连接到两个网络(这样它才能将IP数据报从一个网络转发到另一个网络),因此一个路由器至少应当有两个不同的IP地址。

(3) 用转发器或网桥连接起来的若干个局域网仍为 一个网络,因此这些局域网都具有同样的网络号 net-id。

(4) 所有分配到网络号net-id 的网络,无论是范围 很小的局域网,还是可能覆盖很大地理范围的广域网,都是平等的。即指互联网同等对待每一个IP地址。

     

互联网中的IP地址在同一个局域网上的主机或路由器的 IP 地址中的网络号必须是一样的。 图中的网络号就是 IP 地址中的net-id。

路由器总是具有两个或两个以上的IP地址。 路由器的每一个接口都有一个 不同网络号的IP地址。

两个路由器直接相连的接口处,可指明也可不指明IP地址。如指明IP地址,则这一段连线就构成了一种只包含 一段线路的特殊“网络” 。现在常不指明IP地址。

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