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IP地址

2023-05-16
  1. ip地址的分类
    1. A类地址
      • 设计IPv4 A类地址的目的是支持巨型网络，因为对规模巨大网络的需求很小，因此开发了这种结构使主机地址数很大，而严格限制可被定义为A类网络的数量。一个A类I P地址仅使用第一个8位位组表示网络地址。剩下的3个8位位组表示主机地址。A类地址的第一个位总为0
    2. B类地址
      • 设计B类地址的目的是支持中到大型的网络。B类网络地址范围从1 2 8 . 1 . 0 . 0到1 9 1 . 2 5 4 . 0 . 0。B类地址蕴含的数学逻辑是相当简单的。一个B类I P地址使用两个8位位组表示网络号，另外两个8位位组表示主机号。B类地址的第1个8位位组的前两位总置为1 0。
    3. C类地址
      • C类地址用于支持大量的小型网络。这类地址可以认为与A类地址正好相反。A类地址使用第一个8位位组表示网络号，剩下的3个表示主机号，而C类地址使用三个8位位组表示网络地址，仅用一个8位位组表示主机号。C类地址的前3位数为110。
    4. D类地址
      • D类地址用于在I P网络中的组播( multicasting，又称为多目广播)。D类组播地址机制仅有有限的用处。一个组播地址是一个惟一的网络地址。
    5. E类地址
      • E类地址虽被定义但却为I E T F所保留作研究之用。因此I n t e r n e t上没有可用的E类地址。E类地址的前4位恒为1，因此有效的地址范围从2 4 0 . 0 . 0 . 0至2 5 5 . 2 5 5 . 2 5 5 . 2 5 5，考虑到E类地址作研究之用且仅在I E T F内部使用。
  2. ip地址分类的缺陷
    1. 不同类I P地址之间巨大的差异已经浪费了大量的地址。举例来说，一个中等规模的公司需要3 0 0个I P地址。一个C类地址( 2 5 4个地址)不够用。使用两个C类地址，提供的地址有富余，但是这样一来，一个公司就有两个不同的域，增加了路由表的尺寸—每一个地址空间需要一个路由表项(即使它们属于同一个组织)。另一种选择是， B类地址提供了所有需要的地址，而且在一个域中。但是这样却浪费了65 234个地址，当一个网络有多于2 5 4个主机时就提供一个B类地址，这种情况太常见了。因此，B类地址比其他地址更容易耗尽。
  3. 缓解ip地址不足问题的途径
    1. 分子网
      • 多网络的环境中，每个子网通过一个至I n t e r n e t的公共点路由器互联。实际的网络环境细节对I n t e r n e t没有影响。它们由私有网络组成，能够转发自己内部的报文。因此I n t e r n e t只需要知道哪个网络连接至I n t e r n e t的路由器，也就是哪个网络的网关。在私有网内部， I P地址的主机部分能被细分用作标识子网。
      • R F C 9 5 0中规范的分子网方法能使任何一类( A、B、C ) I P地址再细分为更小的网络号。一
        个被子网化的I P地址实际包含三部分：
        • 网络号
        • 子网号
        • 主机号
      • 子网掩码是可用点-十进制数格式表示的3 2位二进制数，掩码告诉网络中的端系统(包括路由器和其他主机) I P地址的多少位用于识别网络和子网。这些位被称为扩展的网络前缀。剩下的位标识子网内的主机，掩码中用于标识网络号的位置为1，主机位置为0
      • 注意子网0和7，虽然在数学上存在，即使在路由器上定义了，在正常环境下也不能使用，它们的子网地址分别是0 0 0和111。包含所有0或1的地址应视为保留地址不能用作特定子网地址。全0的地址（无论有少0）保留为识别子网自身，全1的子网地址用于在子网内的广播。
    2. 可变长子网掩码（VLSM）
      • 使用不同大小的子网掩码，对I P地址空间进行灵活的子网化。
      • 扩展网络前缀的大小能用斜杠（ /）后跟一个网络或子网位数的值表示。因此，193.168.125.0/27标识一个C类地址，其中27位用于扩展网络前缀。
    3. 无类域前路由（CIDR）
      1. 无类地址
      2. 强化路由汇聚
        • C I D R使I n t e r n e t路由器(任何符合C I D R规范的路由器)更有效地汇聚路由信息。换句话说，路由表中一个表项能够表示许多网络地址空间。这就大大减小了在任何互联网络中所需路由表的大小，能使网络具有更好的可扩展性。
      3. 超网化
        • 超网化就是把一块连续的C类地址空间模拟成一个单一的更大一些的地址空间。如果得到足够多的连续C类地址，就能够重新定义网络和主机识别域中位数的分配情况，模拟一个B类地址。
        • 只有三个网络地址范围保留为内部网络使用。这三个范围分别包括在I P v 4的A、B、C类地址内，它们是：
          1 0 . 0 . 0 . 0 - 1 0 . 2 5 5 . 2 5 5 . 2 5 5
          1 7 2 . 1 6 . 0 . 0 - 1 7 2 . 3 1 . 2 5 5 . 2 5 5
          1 9 2 . 1 6 8 . 0 . 0 - 1 9 2 . 1 6 8 . 2 5 5 . 2 5 5
        • 这些范围由I A N A保留作私有网使用，R F C 1 5 9 7的一个规定是不能用这些地址访问I n t e r n e t。

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