IP地址和子網掩碼

2019-11-04 20:48:51

字體：大中小

來源：轉載

供稿：網友

　　基于ip協議的因特網，目前已經發展成為當今世界上規模最大、擁有用戶最多、資源最廣泛的通信網絡。IP協議也因此成為事實上的業界標準，以IP協議為基礎的網絡已經成為通信網絡的主流。
　　
　　一、IP地址
　　
　　IP地址是用來標識網絡中的一個通信實體，比如一臺主機，或者是路由器的某一個端口。而在基于IP協議網絡中傳輸的數據包，也都必須使用IP地址來進行標識，如同我們寫一封信，要標明收信人的通信地址和發信人的地址，郵政工作人員通過該地址來決定郵件的去向。
　　
　　在計算機網絡里，每個被傳輸的數據包也要包括一個源IP地址和一個目的IP地址。當該數據包在網絡中進行傳輸時，這兩個地址要保持不變，以確保網絡設備總能根據確定的IP地址，將數據包從源通信實體送往指定的目的通信實體。
　　
　　目前，IP地址使用32位二進制地址格式，為方便記憶，通常使用以點號劃分的十進制來表示，如：202.112.14.1。
　　
　　一個IP地址主要由兩部分組成：一部分是用于標識該地址所從屬的網絡號；另一部分用于指明該網絡上某個特定主機的主機號。
　　
　　為了給不同規模的網絡提供必要的靈活性，IP地址的設計者將IP地址空間劃分為五個不同的地址類別，如下表所示，其中A、B、C三類最為常用。
　　　 IP地址和子網掩碼（圖一）

　　網絡號由因特網權力機構分配，主機地址由各個網絡的治理員統一分配。因此，網絡地址的惟一性與網絡內主機地址的惟一性確保了IP地址的全球惟一性。
　　
　　二、子網劃分
　　
　　為了提高IP地址的使用效率，一個網絡可以劃分為多個子網：采用借位的方式，從主機最高位開始借位變為新的子網位，剩余部分仍為主機位。這使得IP地址的結構分為三部分：網絡位、子網位和主機位，如圖1所示。
　　　 IP地址和子網掩碼（圖二）

　　引入子網概念后，網絡位加上子網位才能全局惟一地標識一個網絡。把所有的網絡位用1來標識，主機位用0來標識，就得到了子網掩碼。圖2所示的子網掩碼轉換為十進制之后為：255.255.255.224。
　　
　　子網編址使得IP地址具有一定的內部層次結構，這種層次結構便于IP地址分配和治理。它的使用要害在于選擇合適的層次結構，使得網絡地址既能適應各種現實的物理網絡規模，又能充分地利用IP地址空間（即從何處分隔子網號和主機號來決定）。
　　
　　三、 IP 地址的局限性
　　
　　最初的因特網設計者沒有預想到網絡會如此快速地發展，因此現在網絡面臨的問題都可以追溯到因特網發展的早期決策上，IP地址的分配更能體現這一點。
　　 IP地址和子網掩碼（圖三）

　　目前使用的IPv4地址使用32位的地址，即在IPv4的地址空間中有232（約43億）個地址可用。這樣的地址空間在因特網早期看來幾乎是無限的，于是便將IP地址根據申請而按類別分配給某個組織或公司，而沒有考慮到IPv4地址空間最終會被用盡。
　　
　　IPv4地址是按照網絡的大小（所使用的IP地址數）來分類的，它的編址方案使用“類”的概念。A、B、C三類IP地址的定義很輕易理解，也很輕易劃分，但是在實際網絡規劃中，它們并不利于有效地分配有限的地址空間。對于A、B類地址，很少有這么大規模的公司能夠使用，而C類地址所容納的主機數又相對太少。所以，現有類別的IP地址并不利于有效地分配有限的地址空間，不適合網絡規劃。
　　
　　在這種情況下，人們開始致力于下一代因特網協議——IPv6的研究。由于現在IPv6的協議并不完善和成熟，還需要長期的試驗驗證，因此，IPv4到IPv6的完全過渡將是一個比較長的過程，在過渡期間我們仍然需要在IPv4上實現網絡間的互連。而在20世紀90年代初期引入的變長子網掩碼（VLSM）和無類域間路由（CIDR）等機制，作為過渡時期提高IPv4地址空間使用效率的短期解決方案起到了很好的作用。

上一篇：網絡術語解析-HSRP

下一篇：國家標準：電子計算機機房設計規范