分類的IP地址

IP地址的表示方法
IP地址就是給英特網(wǎng)上的每個(gè)主機(jī)（路由器）的每個(gè)接口分配一個(gè)在全世界范圍內(nèi)是唯一的32位的標(biāo)識符。其組成第一個(gè)字段是網(wǎng)絡(luò)號，第二個(gè)字段是主機(jī)號。一個(gè)主機(jī)號在前面的網(wǎng)絡(luò)號所指明的網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)必須是唯一的，所以一個(gè)IP地址在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中都是唯一的。目前分為A、B、C、D、E 五類IP地址。(網(wǎng)絡(luò)號和主機(jī)號的區(qū)別）

• 在A、B、C
  三類地址中灰色的部分即為網(wǎng)絡(luò)號，網(wǎng)絡(luò)號的前三位是類別位，分別是0,10，110。也就是說我們可以憑借這個(gè)類別位置來判斷網(wǎng)絡(luò)類別。
• 32位的總長度，由于A、B、C 三類網(wǎng)絡(luò)號的長度的不同，導(dǎo)致A、B、C 類地址的主機(jī)號字段的字節(jié)數(shù)分別為3、2、1（一個(gè)字節(jié)8位）。
• D 類地址的網(wǎng)絡(luò)號為1110，用于多播（一對多通訊）。E 類地址的網(wǎng)絡(luò)號為1111，保留以后使用。

因此我們一般使用的就是ABC三類網(wǎng)絡(luò)地址，IP地址是32位的二進(jìn)制代碼，為了提高可讀性，把32位的IP地址中的每8位用等效的十進(jìn)制表示出來（點(diǎn)分十進(jìn)制），于是我們?nèi)粘Ｉ钪谐Ｒ姷腎P地址就出現(xiàn)了。

例如：IP地址，128.11.3.31，轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制為 100000000 00001011 00000011 00011111 ，可以看出類別位為 10，可以判斷為一個(gè)B類地址。

常用IP地址的指派范圍

網(wǎng)絡(luò)號指派范圍

• A類地址網(wǎng)絡(luò)號占用一個(gè)字節(jié)，但是由于有一位是類別位，只有7位可供使用，但是由于規(guī)定，網(wǎng)絡(luò)字段全0是個(gè)保留字段表示本網(wǎng)絡(luò)，而127（01111111）是另外一個(gè)保留字段，作為本地軟件的環(huán)回測試。我們常見的127.0.0.1表示本機(jī)，原因也是出自這里。所以A類地址可以指派的網(wǎng)絡(luò)號個(gè)數(shù)為（2⁷-2）.
• B類網(wǎng)絡(luò)地址網(wǎng)絡(luò)號有兩個(gè)字節(jié)，前兩位為10已經(jīng)固定，只剩下14位可用，由于這14位無論怎么取值都不會(huì)使得網(wǎng)絡(luò)號為全0或者全1，單實(shí)際上規(guī)定，規(guī)定B類最小網(wǎng)絡(luò)地址為128.1.0.0。因此B類地址可指派的網(wǎng)絡(luò)號個(gè)數(shù)為（2¹⁴-1）.
• C類地址有3個(gè)字節(jié)的網(wǎng)絡(luò)字段號，前三位固定110，只有剩下21位可用，同樣C類地址可指派的最小網(wǎng)絡(luò)地址也是192.0.1.0。因此C類地址可指派的網(wǎng)絡(luò)號個(gè)數(shù)為（2²¹-1）.

主機(jī)號指派范圍
由于主機(jī)號有規(guī)定，全0的主機(jī)號代表IP地址是“本主機(jī)”所連接到的單個(gè)網(wǎng)絡(luò)地址（例，一主機(jī)地址為5.6.7.8，則該主機(jī)所在的網(wǎng)絡(luò)地址為5.0.0.0），而全1則表示“所有的”，即表示該網(wǎng)絡(luò)上的所有主機(jī)。

• A類地址的主機(jī)號是由三個(gè)字節(jié)，24位組成，所以每一個(gè)A類網(wǎng)絡(luò)中可分配的主機(jī)個(gè)數(shù)為（2²⁴-2）.
• B類地址的主機(jī)號是由兩個(gè)字節(jié)，16位組成，所以每一個(gè)B類網(wǎng)絡(luò)中可分配的主機(jī)個(gè)數(shù)為（2¹⁶-2）.
• C類地址的主機(jī)號是由一個(gè)字節(jié)，8位組成，所以每一個(gè)C類網(wǎng)絡(luò)中可分配的主機(jī)個(gè)數(shù)為（2⁸-2）.

總結(jié)IP指派范圍
綜上網(wǎng)絡(luò)號和主機(jī)號的指派描述可知，IP地址空間共有2³²個(gè)地址。
所有A類地址共有（2⁷-2）??（2²⁴-2）個(gè)，大約2³¹，占50%；
所有B類地址共有（2¹⁴-1）??（2¹⁶-2）個(gè)，大約2³⁰,占25%；
所有C類地址共有（2²¹-1）??（2⁸-2）個(gè)，大約2²⁹,占12.5%；

IP地址和硬件地址
從層次角度來看，硬件地址是數(shù)據(jù)鏈路層和物理層使用的地址（常稱作MAC地址），而IP地址是網(wǎng)絡(luò)層和以上各層使用的地址，是一種邏輯地址。在網(wǎng)絡(luò)層我們進(jìn)行數(shù)據(jù)報(bào)文從IP1傳輸?shù)絀P2，無論我們中間經(jīng)過多少次轉(zhuǎn)發(fā)，從網(wǎng)絡(luò)層來看，源地址始終是IP1，目的地址始終是IP2。但是從數(shù)據(jù)鏈路層來看，顯然就不是這樣了，這些是物理地址，很有可能從源節(jié)點(diǎn)經(jīng)過多次中間節(jié)點(diǎn)的物理地址的轉(zhuǎn)變才能到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)。

而IP地址和物理地址的之間的轉(zhuǎn)化則需要依靠兩個(gè)重要的協(xié)議ARP（地址解析協(xié)議），RARP（逆地址解析協(xié)議）。IP地址通過ARP轉(zhuǎn)化成物理地址，物理地址可以通過RARP轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的IP地址。

子網(wǎng)和超網(wǎng)
簡單的來說就是如何來管理一個(gè)IP地址下的多臺(tái)主機(jī)

子網(wǎng)
現(xiàn)在假設(shè)這樣一個(gè)場景，一個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)起目的地址是145.13.3.10（在子網(wǎng) 145.13.3.0中），已經(jīng)到達(dá)路由器R1（145.13.0.0），那么這個(gè)路由器怎么將它轉(zhuǎn)發(fā)到145.13.3.0呢？
我們并不知道目的地址是否進(jìn)行了子網(wǎng)的劃分。
這就引出了子網(wǎng)掩碼的概念了，子網(wǎng)掩碼也是32位，由一串1和0組成，子網(wǎng)掩碼中的1對應(yīng)于IP地址中的網(wǎng)絡(luò)號位置+子網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)號位置，子網(wǎng)掩碼中的0對應(yīng)與IP地址中現(xiàn)在的主機(jī)號位置。
我們只要將IP地址和子網(wǎng)掩碼進(jìn)行“與”運(yùn)算，如果進(jìn)行子網(wǎng)的劃分，就立刻得出要找的子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)地址，如果沒有進(jìn)行子網(wǎng)劃分（有默認(rèn)的子網(wǎng)掩碼），則直接能夠得出該IP地址的網(wǎng)絡(luò)地址出來。

• A類地址的默認(rèn)子網(wǎng)掩碼是255.0.0.0
• B類地址的默認(rèn)子網(wǎng)掩碼是255.255.0.0
• C類地址的默認(rèn)子網(wǎng)掩碼是255.255.255.0

超網(wǎng)
無分類編址CIDR，使用變長的子網(wǎng)掩碼，可以進(jìn)一步提高IP地址的資源利用率。有兩個(gè)特點(diǎn)

• 第一，消除了傳統(tǒng)的ABC類地址及劃分子網(wǎng)的概念，CIRD把32位的IP地址劃分成為兩個(gè)部分，網(wǎng)絡(luò)前綴和剩下的部分，表示方法為，在IP地址后面加上“/”，然后寫上網(wǎng)絡(luò)前綴所占位數(shù)。
• 第二，把網(wǎng)絡(luò)前綴相同的IP地址組成一個(gè)CIDR地址塊，例如，IP地址 128.14.35.7/20 用二進(jìn)制表示 100000000
  00001110 00100011 00000111，所以我們很容易可以得出這塊地址中最小地址為128.14.32.0,即
  100000000 00001110 00100000 00000000，最大地址為128.14.47.255，即 100000000
  00001110 00101111 11111111.

為了更加方便進(jìn)行路由選擇，CIDR使用32位的地址掩碼，1的個(gè)數(shù)就是網(wǎng)絡(luò)前綴的長度，如上面所舉例中的/20的地址塊的地址掩碼是 11111111 11111111 11110000 00000000

因此可以看出，網(wǎng)絡(luò)前綴越短，其地址塊所包含的地址就越多，這樣可以根據(jù)實(shí)際情況更加有效的分配IPv4的地址空間。而由很多個(gè)CIDR地址快構(gòu)成的龐大的網(wǎng)絡(luò)就就被稱為“超網(wǎng)”。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的IP地址是如何分配的的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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