IP地址初识与探析.docx

IP地址初识与探析 白 有 林 （武汉铁路职业技术学院 湖北 武汉 ４３０２０５） 摘 要：对ＩＰ地址展开了研究与讨论，分别介绍了ＩＰ地址的作用、ＩＰ地址的组成、ＩＰ地址的分类与表示，最后展开了有关ＩＰ地址分配分析。 关键词 ：ＩＰ地址；主机号；子网掩码； 中图分类号：TN407 文献标识码：Ａ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６６５－２２７２．２０１5．08．０44 １ ＩＰ地址的作用 以太网利用ＭＡＣ地址（物理地址）标志网络中的一个节点，两个以太网节点的通信需要知道对方的ＭＡＣ地址。但是，以太网并不是惟一的网络，世界上存在着各种各样的网络，这些网络使用的技术不同，物理地址的长度、格式等表示方法也不相同。显而易见，统一物理地址的表示方法是不现实的，因为物理地址表示方法是和每一种物理网络的具体特性联系在一起。例如以太网的物理地址采用４８位二进制数表示，而电话网则采用１４位十进制数表示。因此，互联网对各种物理网络地址的“统一”必须通过上层软件完成。确切地说，互联网对各种物理网络地址的“统一”要在ＩＰ层完成。 路由器分别与两个不同的网络相连，因此它应该具有两个不同的ＩＰ地址（见图１）。  ２ ＩＰ地址的组成 ＩＰ地址的层次结构，与互联网的层次结构对应（见图２），互联网使用的ＩＰ地址也采用了层次结构。  ＩＰ地址由网络号（ｎｅｔｉｄ）和主机号（ｈｏｓｔｉｄ）两个层次组成。因此，ＩＰ地址的编址方式明显地携带了位置信息。如果给出一个具体的ＩＰ地址，马上就能知道它位于哪个网络，这给ＩＰ互联网的路由选择带来很大好处。 由于ＩＰ地址不仅包含了主机本身的地址信息，而且还包含了主机所在网络的地址信息。因此，在将主机从一个网络移到另一个网络时，主机ＩＰ地址必须进行修改以正确地反映这个变化。如果具有ＩＰ地址２０２．１１３．１００．８１的计算机需要从网络１移动到网络２，那么，当它加入网络２后，必须为它分配新的ＩＰ地址（如２０２．１１３．１０１．６６），否则就不可能与互联网上的其他主机正常通信。 ３ ＩＰ地址的分类与表示 ＩＰｖ４协议规定，ＩＰ地址的长度为３２位。这３２位包括了网络号部分（ｎｅｔｉｄ）和主机号部分（ｈｏｓｔｉｄ）。那么，在这３２位中，哪些位代表网络号，哪些代表主机号呢？ 在互联网中，有的网络具有成千上万台主机，而有的网络仅仅有几台主机。为了适应各种网络规模的不同，ＩＰ协议将ＩＰ地址分成Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ和Ｅ五类，它们分别使用ＩＰ地址的前几位加以区分（见图3）。从图５中可以看到，利用ＩＰ地址的前４位就可以分辨出它的地址类型。  Ａ类ＩＰ地址用８位表示网络，２４位表示主机，因此，它可以用于大型网络。Ｂ类ＩＰ地址用于中型规模的网络，它用ｌ６位表示网络，１６位表示主机。而Ｃ类ＩＰ地址仅用８位表示主机，２４位用于表示网络，在一个网络中最多只能连接２５６地址，因此适用于较小规模的网络。Ｄ类ＩＰ地址用来提供网络组播服务，而Ｅ类则保留给实验和未来扩充使用。 当然还有一些特殊ＩＰ地址。特殊的ＩＰ地址有特殊的用途，不分配给任何用户使用，这些特殊ＩＰ地址的网络地址、主机地址、地址类型和用途。 ４ ＩＰ地址举例分析 例一，已知主机的ＩＰ地址和它的子网掩码，试确定该主机所在网络的类型、网络号、子网号和主机编号。 （１）主机ＩＰ地址：９５．１９６．０．１３４， 子网掩码：２５５．２５５．２５５．１９２ 解析：ＩＰ地址 １９５．１９６．０．１３４＝ １１００００１１．１１０００１００．００００００００．１００００１１０ 子网掩码ＩＰ地址２５５．２５５．２５５． １９２＝１１１１１１１１．１１１１１１１１．１１１１１１１１． １１００００００００ 第一步：ＩＰ地址的前三位是１１０，说明该地址是一个Ｃ类地址。 第二步：前三个字节标识网络地址，网络地址是１９５．１９６．０ 第三步：后一个字节标识主机，对照子网掩码的最后一个字节，前二位是ｌ，后六位是０，所以子网地址编号占二位，主机地址占六位。根据ＩＰ地址最后一字节的前二位是１０，后六位是０００１１０，所以辨认出子网编号是２，主机编号是６。 结论：ＩＰ地址１９５．１９６．０．１３４标识的是Ｃ类网络１９５．１９６．０的２号子网的６号主机。 （２）主机ＩＰ地址：１００．９７．０．１３４， 子网掩码：２５５．２４０．０．０ 解析：ＩＰ地址 １００．９７．０．１３４＝０１１００１００．１１０００００１． ００００００００．１００００１１０ 子网掩码ＩＰ地址２５５．２４