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一、IP地址及其表示方法

       把整個(gè)互聯(lián)網(wǎng)看成一個(gè)單一、抽象的網(wǎng)絡(luò)。所謂IP地址，就是給每個(gè)連接在互聯(lián)網(wǎng)上的主機(jī)分配一個(gè)在全世界范圍內(nèi)唯一的32bit地址。IP地址的結(jié)構(gòu)使我們可以在Internet上很方便地進(jìn)行尋址，這就是：先按IP地址的網(wǎng)絡(luò)號(hào)Net-id把網(wǎng)絡(luò)找到，再按主機(jī)號(hào)Host-id把主機(jī)找到。所以IP地址并不僅表示一個(gè)計(jì)算機(jī)的地址，而且指出了連接到某個(gè)網(wǎng)絡(luò)上的某個(gè)計(jì)算機(jī)。

      1P地址分為5類(lèi)，即A類(lèi)到E類(lèi)。地址的最前端是地址類(lèi)別標(biāo)識(shí)，下面接著是網(wǎng)絡(luò)號(hào)字段和主機(jī)號(hào)字段，如圖7.3所示。

圖7.3    IP地址的5種類(lèi)型

        常將32bit地址中每8bit用其等效十進(jìn)制數(shù)字表示，并且在這些數(shù)字之間加上一個(gè)點(diǎn)，這就是點(diǎn)分十進(jìn)制記法。例如，有下面的1P地址

10000000      00001011     00000011      00011111

        這就是一個(gè)B類(lèi)IP地址。若記為128.11.3.31,顯然就方便得多。

二、IP地址與物理地址

       圖7.4表示IP地址與物理地址(也可稱(chēng)為硬件地址)的區(qū)別，可以看出，IP地址放在IP數(shù)據(jù)報(bào)的首部，而硬件地址則放在MAC幀的首部。在網(wǎng)絡(luò)層及以上使用的是IP地址，而鏈路層及以下使用的是硬件地址。在IP層抽象的互聯(lián)網(wǎng)上，看到的只是IP數(shù)據(jù)報(bào)，而在具體的物理網(wǎng)絡(luò)的鏈路層，看到的只是MAC幀。 

圖7.4   IP地址與物理地址的區(qū)別

三、子網(wǎng)的劃分

        現(xiàn)在看來(lái)，IPv4中IP地址的設(shè)計(jì)確實(shí)有不夠合理的地方。例如，IP地址在使用時(shí)有很大的浪費(fèi)，若某個(gè)單位申請(qǐng)到了一個(gè)B類(lèi)地址，該單位只有1萬(wàn)臺(tái)主機(jī)，于是其余五萬(wàn)五千多個(gè)主機(jī)號(hào)就白白地浪費(fèi)了，因?yàn)槠渌麊挝坏闹鳈C(jī)無(wú)法使用這些號(hào)。因此在IP地址中又增加了一個(gè)“子網(wǎng)號(hào)字段”，子網(wǎng)號(hào)字段究竟選多長(zhǎng)，由本單位根據(jù)情況確定。用子網(wǎng)掩碼來(lái)區(qū)分子網(wǎng)號(hào)與主機(jī)號(hào)的分界線(xiàn)。子網(wǎng)掩碼由一連串的“1”和一連串的“0”組成。“1”對(duì)應(yīng)于網(wǎng)絡(luò)號(hào)和子網(wǎng)絡(luò)號(hào)字段；“0”對(duì)應(yīng)于主機(jī)號(hào)字段。圖7.5表示子網(wǎng)掩碼的意義。

圖7.5     子網(wǎng)掩碼的意義

        若一個(gè)單位不進(jìn)行子網(wǎng)劃分，則其子網(wǎng)掩碼即為默認(rèn)值，此時(shí)子網(wǎng)掩碼“1”的長(zhǎng)度就是網(wǎng)絡(luò)號(hào)的長(zhǎng)度。因此A,B,C類(lèi)IP地址，其對(duì)應(yīng)的子網(wǎng)掩碼默認(rèn)值分別為255.0.0.0,255.255.0.0,255.255.255.0„

四、地址轉(zhuǎn)換

        上面講的IP地址是不能直接用來(lái)進(jìn)行通信的。這是因?yàn)椋?/p>

        (1)IP地址只是主機(jī)在網(wǎng)絡(luò)層中的地址，若要將網(wǎng)絡(luò)層中傳送的數(shù)據(jù)報(bào)交給目的主機(jī),還要傳到鏈路層轉(zhuǎn)變成MAC幀后才能發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)，而MAC幀使用的是源主機(jī)和目的主機(jī)的硬件地址。因此必須在IP地址和主機(jī)的硬件地址之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。

        (2)用戶(hù)平時(shí)不愿意使用難以記憶的主機(jī)號(hào)，而愿意使用易于記憶的主機(jī)名字。因此也需在主機(jī)名字和IP地址之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。

        由IP地址到物理地址的轉(zhuǎn)換由地址解析協(xié)議(ARP)完成。而由物理地址轉(zhuǎn)換到IP地址使用RARP協(xié)議。由主機(jī)名字到IP地址的轉(zhuǎn)換用域名系統(tǒng)(DNS)。 

        互聯(lián)網(wǎng)迅速發(fā)展暴露出目前使用的IP協(xié)議（IPv4）不適用了。主要的問(wèn)題是32bitIP地址不夠用；另一個(gè)原因是它還不適于傳遞語(yǔ)音和視頻等實(shí)時(shí)性的業(yè)務(wù)，所以現(xiàn)在已提出下一代的IPv6。它的主要變化是，IPv6使用了128bit的地址空間，并使用了全新的數(shù)據(jù)報(bào)格式，簡(jiǎn)化了協(xié)議，加快了分組的轉(zhuǎn)發(fā)，允許對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源的預(yù)分配和允許協(xié)議繼續(xù)演變，并增加了新的功能等。