IPv4协议之分类的 IP 地址

IPv4协议的主要特点

• IPv4协议提供一种无连接的分组传送服务，它不承诺服务质量的保证(即不保证传送的分组可能出现的差错、丢失、重复和失序等现象)。
• IPv4协议是点–点的网络层通信协议。
• Pv4协议对传输层屏蔽了物理网络的差异。网络层借助IP协议向传输层提供统一的IP分组，这有助于各种异构网络的互连。

IP地址及其指派

• 把整个因特网可看成为一个单一的、抽象的网络。IP地址就是给每个连接在因特网上的主机(或路由器)分配一个在全世界范围内惟一的标识符(长度为32bit ) 。
• P地址由因特网名字与号码指派公司ICANN (Internet Corporation for Assigned Names and Numbers)进行分配的。

IP 地址的编址方法

IP地址的编址经历两个阶段：

• 分类IP地址。这是最基本的编址方法，1981年通过了相应的标准协议。基于分类IP地址存在的问题，又于1985年提出子网划分、变长子网划分的概念。这是对最基本的分类编址方法的改进。
• 无分类IP地址。1993年又提出新的分类编址方法，且得到了推广应用。

所谓“分类的IP地址”就是将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，它标志某主机(或路由器)所连接的网络编号；另一个字段则是主机号host-id，它标志该主机(或路由器)在该类网络中的编号。n这种两级结构的 IP 地址可以记为：IP 地址 ::= { <网络号>, <主机号>} 其中，::= 代表“定义为”

IPv4 地址的格式

IP地址的表示——点分十进制记法

辨别IP地址类别

如果给出了二进制记法表示的地址，用它的前几位表示地址的类别。

• A、00000001 00001011 00001011 11101111 A类
• B、11000001 10000011 00011011 11111111 C类
• C、10100111 11011011 10001011 01101111 B类
• D、11110011 10011011 11111011 00001111 E类

如果用点分十进制记法表示的地址，则按第1 字节表示的十进制数来判定地址类别：A类为0～127，B类为128～191，C类为192～223，D类为224～239，E类为240～255。

• A、227.12.14.87 D类
• B、193.14.56.22 C类
• C、14.23.120.8 A类
• D、252.5.15.111 E类
• E、134.11.78.56 B类

特殊的IP地址

• 网络号为全0是指本网络。
• 网络号和主机号均为全1是对本网络进行广播(路由器不转发)。
• A类网络地址127是一个保留地址，用于本地软件环回测试之用。
• 主机号为全1是指对本网络号的所有主机进行广播。

IP 地址的一些重要特点

• IP地址是一种分级式地址结构。它不反映主机(或路由器)所在地理位置的任何信息。每一个IP地址都由网络号和主机号两部分组成。这种地址结构的好处是：P地址管理机构在分配IP地址时只分配网络号(第一级)，而剩下的主机号(第二级)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。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。
• IP地址指明了一台主机(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，因此一个路由器至少也应当有两个不同的 IP 地址
• 凡是分配到网络号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，其地位都是平等的。
• 按照因特网的观点，一个网络是指具有相同网络号的主机的集合。用转发器或网桥连接起来的若干个局域网仍为一个网络，因为这些局域网都具有相同的网络号 net-id。