IP地址,IP数据报,域名

04-计算机网络与因特网 飞快学 247浏览

重点是 IP地址的分类

IP地址

TCP/IP协议中定义的主机是指按照TCP/IP协议连接到网络上的任何计算设备。每个主机都有一个 IP地址,4个字节,32位,点分十进制表示法是:xxx.xxx.xxx.xxx,其中每一个xxx都是0到255之间。

IP地址由网络号+主机号组成。网络号指:主机所属的那个物理网络的编号,主机号指在该物理网络中,给这个主机所分配的具体的编号。

IP地址的分类

IP地址可分为5类:A、B、C、D、E。

Class 前缀位 网络地址位数 剩余的位数 网络数 每个网络的主机数
A类地址 0 8 24 128 16,777,214
B类地址 10 16 16 16,384 65,534
C类地址 110 24 8 2,097,152 254
D类地址(组播) 1110 未定义 未定义 未定义 未定义
E类地址(保留) 1111 未定义 未定义 未定义 未定义

下表用标准的点分十进制形式表示了每个类别所用的地址范围。

分类 前缀码 开始地址 结束地址 对应CIDR修饰 默认子网掩码
A类地址 0 0.0.0.0 127.255.255.255 /8 255.0.0.0
B类地址 10 128.0.0.0 191.255.255.255 /16 255.255.0.0
C类地址 110 192.0.0.0 223.255.255.255 /24 255.255.255.0
D类地址 (组播) 1110 224.0.0.0 239.255.255.255 /4 未定义
E类地址 (保留) 1111 240.0.0.0 255.255.255.255 /4 未定义

每类网络可用的主机地址总是 2N – 2(N是所用的位数,减2是因为第一个和最后一个地址都是无效的)。

A类IP:第1个字节表示网络号、后3个字节表示主机号。网络号(第1个字节)必须是以0开始,而且范围在:1~126之间。因此:A类网络总共只有126个,A类网络用于大型网络。

B类IP:左边2字节表示网络号、后边2个字节表示主机号。网络号(左边2个字节中的第1个字节)必须是以10开始,而且范围在 128~191之间,用于中等规模的网络。

C类IP:左边3字节表示网络号、后边1个字节表示主机号。网络号(左边3个字节中的第1个字节)必须是以110开始,范围在 192~223之间,用于小规模的网络。

D类IP:第一个字节以1110开始,范围在:224~239之间,用于组播。

E类IP:实验用,不用于真正的通信。

特殊IP地址

① 主机号是全0的IP,用于表示物理网络,即:网络地址,不分配给具体的某一台主机。例如:A类:xxx.0.0.0 表示A类网络 xxx;B类:xxx.xxx.0.0 表示B类网络 xxx.xxx;C类xxx.xxx.xxx.0 表示C类网络xxx.xxx.xxx。

② 主机号是全1的IP,是直接广播地址。不分配给具体的某一台主机。例如:当某一个IP包中包含的目标IP地址是A类xxx.255.255.255,含义是:向A类网络xxx中所有的主机都发送该IP包。即A类网络xxx中每一台主机都会收到这个IP包(这个网络不一定就是发送方主机所在的网络)。B类是xxx.xxx.255.255,C类是xxx.xxx.xxx.255。

③ 127.xxx.xxx.xxx是本地回环地址。不能分配给真正因特网上的主机,只能分配给本地自己的网卡。因特网上的主机是看不见127.xxx.xxx.xxx这个IP的主机的。常有的本地地址是 localhost,其 IP地址是 127.0.0.1。

④ 非法IP,即地址某一部分超过255,当然不能用于分配了。如:202.119.257.3。

⑤ 网络号是0的不能分配给因特网上的主机。如:A类:0.xxx.xxx.xxx,B类:0.0.xxx.xxx,C类:0.0.0.xxx。

⑥ 255.255.255.255是受限广播地址(注意与②中的区别),不能分配给因特网的主机。当一个IP包中目标地址是255.255.255.255时,不是指传送给哪一个主机,而是指:传送给当前的那个局域网(即发送方主机所在的那个局域网)上的所有的主机(当前发送方主机所在的那个局域网上所有的主机,都会收到那个IP包)

⑦ 0.0.0.0全为0的不用于分配因特网上真正主机。含义是:表示当前网络中的当前主机(表示当前主机还没有分配IP,需要通过其它协议如DHCP协议给这台主机,自动获取真正的IP)。

IP地址段中的三段保留地址

RFC 1918留出了3块IP地址空间(1个A类地址段,16个B类地址段,256个C类地址段)作为私有的内部使用的地址。在这个范围内的IP地址不能被路由到Internet骨干网上;Internet路由器将丢弃该私有地址。

名字 地址范围 地址数量 有类别的描述 最大的CIDR地址块
24位块 10.0.0.0–10.255.255.255 16,777,216 一个A类 10.0.0.0/8
20位块 172.16.0.0–172.31.255.255 1,048,576 连续的16个B类 172.16.0.0/12
16位块 192.168.0.0–192.168.255.255 65,536 连续的256个C类 192.168.0.0/16

使用私有地址将网络连至Internet,需要将私有地址转换为公有地址。这个转换过程称为网络地址转换(Network Address Translation,NAT),通常使用路由器来执行NAT转换。

IP分组(IP包)

数据在互联网中传送时会被封装为数据包。IP协议的独特之处在于:在报文交换网络中主机在传输数据之前,无须与先前未曾通信过的目的主机预先建立好一条特定的“通路”。在IP层,路由器只是尽全力按照目标IP进行传递,不保证传输的可靠性,即:IP包可能会丢失、重复、乱序等。可靠性保证是由上层传输层中的TCP来保证解决的。

IP包的格式

IP数据包由头部和数据区两部分组成。头部长度最小是20字节,最大是60字节,通常在20~60之间。数据区的长度是由整个IP包的总长度减去头部长度而得到的。

数据区的长度:数据量最小时可能只有1个字节,最大时不超过64KB减去头部长度之差,即65535减去头部长度。

IPv4 和 IPv6

从20世纪80年代起,一个很明显的问题是IPv4地址在以比设计时的预计更快的速度耗尽。广泛被接受且已被标准化的解决方案是迁移至IPv6。IPv6的地址长度从IPv4的32位增长到了128位,以此提供了更好的路由聚合,也为最终用户分配最小为264个主机地址的地址块成为可能。迁移过程正在进行,但其完成仍需要相当的时间。

IPV6不仅仅扩展了IPV4地址空间,还缓解了IPV4面临的问题:安全问题、服务质量Qos问题、移动计算问题。