分类的IP地址-划分子网在线视频

在TCP/IP体系中

IP地址是一个最基本的概念

一定要把它弄清楚

IP地址的编址方式

共经过了3个阶段

分类编址、划分子网和无分类编址

下面就分别跟大家介绍这三种形式

第一种是分类的IP地址

这是最基础的编址方式

在1981年就通过了它的相应标准

第二种是子网的划分

这是对最基本的编址方法的改进

其标准[RFC 950]

在1985年就通过了

第三种是无分类编址

1993年提出后很快就得到推广应用

虽然前两种编址方式已成为历史

但由于很多文献和资料

都还使用传统的分类IP地址

我们还是从分类IP地址讲起

分类编址方式将IP地址

划分为若干个固定类

每一类地址都由两个固定长度的字段组成

第一个字段是网络号net-id

它标志主机或路由器所连接到的网络

一个网络号在整个因特网范围内

必须是唯一的

而另一个字段则是主机号 host-id

它标志该主机或路由器

一个主机号在它前面的网络号

所指明的网络范围内必须是唯一的

这种两级编址方式可以记为

IP地址定义为网络号和主机号

这个符号表示“定义为”

分类的编址方式设计了

适用于不同网络规模的编址方式

图中给出了

各类IP地址的网络号字段和主机号字段

A类地址的网络号字段net-id为1字节

类别位为0

B类地址的网络号字段net-id为2字节

类别位为10

C类地址的网络号字段net-id为3字节

类别位为110

A类地址的主机号字段host-id为3字节

B类地址的主机号字段为2字节

C类地址的主机号字段为1字节

A类、B类、C类地址都是单播地址

是最常用的

分别用于大、中、小3种规模的网络

D 类地址是多播地址

其类别位是1110

多播我们将在后面介绍

E 类地址保留为今后使用

其类别位是1111

对于任意一个给定的IP地址

我们都可以通过该地址的前几位

判断其类别

并准确计算出其网络号和主机号

这对路由器根据目的网络号

转发IP数据报是非常重要的

机器中存放的IP地址

是连续的32位二进制代码

为了增加可阅读性

每隔8位插入一个空格

并将每8位的二进制数

转换为十进制数

这就叫做点分十进制记法

显然图中

128.11.3.31比连续32位二进制数

读起来要方便得多

也好记得多

以下讨论IP 地址的一些重要特点

IP 地址是一种分（等级）的地址结构

分两个等级的好处是

第一 IP 地址管理机构

在分配 IP 地址时

只分配网络号

而剩下的主机号

则由得到该网络号的单位自行分配

这样就方便了 IP 地址的管理

第二 路由器仅根据目的主机

所连接的网络号

来转发分组

而不考虑目的主机号

这样就可以使路由表中的项目大大减少

从而减少了路由表所占的存储空间

实际上 IP 地址

是标志一个主机或路由器

和一条链路的接口

当一个主机同时连接到两个网络时

该主机就必须同时具有两个相应的 IP 地址

其网络号net-id必须是不同的

这种主机称为多归属主机

由于一个路由器至少应当连接到两个网络

这样它才能将 IP 数据报

从一个网络转发到另一个网络

因此 一个路由器

至少应当有两个不同的 IP 地址

用转发器或网桥连接起来若干个局域网

仍为一个网络

因此这些局域网

都具有同样的网络号net-id

所有分配到网络号net-id的网络

无论是范围很小的局域网

还是可能覆盖很大地理范围的广域网

都是平等的

分类编址方式表面上看起来很合理

实际应用却发现不合理

一个C类地址空间仅能容纳254台主机

主机号全0全1不用

对于许多组织的网络来说太小了

因此 很多组织申请B类地址

但一个B类地址空间又太大了

能容纳65534台主机

导致大量的地址空间的浪费

而且给每一个物理网络分配一个网络号

会使路由表变得太大

因而使网络性能变坏

两级的 IP 地址不够灵活

各类IP地址包含的地址数

相差约1000倍

地址分配时灵活性低

为解决上述问题

因特网工程任务组IETF

提出了划分子网的编址改进方案

该方案从网络的主机号中

借用若干位作为子网号subnet-id

当然主机号也就相应减少了同样的位数

于是两级IP地址就变成了三级IP地址

包括网络号、子网号和主机号

划分子网的编址方式

可以将大的A类、B类地址空间

划分给多个组织使用

大大减少了对A类、B类地址空间的浪费

划分子网纯属一个单位内部的事情

单位对外仍然表现为

没有划分子网的网络

例如图中是一个未划分子网的

B类网络145.13.0.0

该网络边缘的路由器

代表该网络发布路由信息

我的网络地址是145.13.0.0

所有到网络145.13.0.0的分组

均到达此路由器

划分为三个子网后对外仍是一个网络

所有到达网络 145.13.0.0的分组

仍然均到达此路由器

然后 该路由器根据

收到分组的子网号和主机号

将分组转发给该子网上的对应目的主机

从一个 IP 数据报的首部并无法判断

源主机或目的主机所连接的网络

是否进行了子网划分

为了解决这个问题

使用子网掩码

来找出 IP 地址中的子网部分

如图所示 通过子网划分

二级的IP地址

将主机号的高若干位作为子网号

这样变成了三级的IP地址

子网掩码一共32位

由若干个连续的1

和若干连续的0组成

且前面连续1的个数

正好等于网络号加子网号的位数之和

将三级IP地址与子网掩码按位相与

就得到了网络地址

实际的效果就是保留了网络号和子网号

将主机号清零

因为二进制中任何数跟1相与保持不变

跟0相与清零