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连接到Internet上的设备接口必须有一个全球唯一的IP地址。IP地址长度为32比特,通常采用点分十进制方式表示,即每个IP地址被表示为以小数点隔开的4个十进制整数,每个整数对应一个字节,如10.1.1.1。
IP地址由两部分组成:
l 网络号码字段(Net-id):用于区分不同的网络。网络号码字段的前几位称为类别字段(又称为类别比特),用来区分IP地址的类型。
l 主机号码字段(Host-id):用于区分一个网络内的不同主机。
为了方便管理及组网,IP地址分成五类,如图1所示,其中蓝色部分为类别字段。
图1 五类IP地址
上述五类IP地址的地址范围如表1所示。目前大量使用的IP地址属于A、B、C三类。
表1 IP地址分类及范围
地址类型 | 地址范围 | 说明 |
A | 0.0.0.0~127.255.255.255 | IP地址0.0.0.0仅用于主机在系统启动时进行临时通信,并且永远不是有效目的地址 127.0.0.0网段的地址都保留作环回测试,发送到这个地址的分组不会输出到链路上,它们被当作输入分组在内部进行处理 |
B | 128.0.0.0~191.255.255.255 | - |
C | 192.0.0.0~223.255.255.255 | - |
D | 224.0.0.0~239.255.255.255 | 组播地址 |
E | 240.0.0.0~255.255.255.255 | 255.255.255.255用于广播地址,其他地址保留今后使用 |
下列IP地址具有特殊的用途,不能作为主机的IP地址。
l Net-id为全0的地址:表示本网络内的主机。例如,0.0.0.16表示本网络内Host-id为16的主机。
l Host-id为全0的地址:网络地址,用于标识一个网络。
l Host-id为全1的地址:网络广播地址。例如,目的地址为192.168.1.255的报文,将转发给192.168.1.0网络内所有的主机。
随着Internet的快速发展,IP地址已近枯竭。为了充分利用已有的IP地址,可以使用子网掩码将网络划分为更小的部分(即子网)。通过从主机号码字段部分划出一些比特位作为子网号码字段,能够将一个网络划分为多个子网。子网号码字段的长度由子网掩码确定。
子网掩码是一个长度为32比特的数字,由一串连续的“1”和一串连续的“0”组成。“1”对应于网络号码字段和子网号码字段,而“0”对应于主机号码字段。
图2所示是一个B类地址划分子网的情况。
图2 IP地址子网划分
多划分出一个子网号码字段会浪费一些IP地址。例如,一个B类地址可以容纳65534(216-2,去掉主机号码字段全1的广播地址和主机号码字段全0的网段地址)个主机号码。但划分出9比特长的子网字段后,最多可有512(29)个子网,每个子网有7比特的主机号码,即每个子网最多可有126(27-2,去掉主机号码字段全1的广播地址和主机号码字段全0的网段地址)个主机号码。因此主机号码的总数是512*126=64512个,比不划分子网时要少1022个。
若不进行子网划分,则子网掩码为默认值,此时子网掩码中“1”的长度就是网络号码的长度,即A、B、C类IP地址对应的子网掩码默认值分别为255.0.0.0、255.255.0.0和255.255.255.0。
所谓“IP地址借用”,是指一个接口上没有配置IP地址,但为了使该接口能正常使用,就向同一设备上其它有IP地址的接口借用一个IP地址。IP地址借用使用的场合如下:
l 在IP地址资源比较缺乏的环境下,为了节约IP地址资源,可以配置某个接口借用其他接口的IP地址。
l 如果某个接口只是偶尔使用,可以配置该接口借用其他接口的IP地址,而不必让其一直占用一个单独的IP地址。