IP地址

一、标准分类的IP地址

IP地址是有网络号与主机号组成，长度为 32 bit，用点分10进制方法表示，这样就构成了标准分类的IP地址。常用的A类、B类、C类IP地址采用包括“网络号-主机号”的层次结构(RFC1812)。

history-of-ip-address

A类地址：

第一块和最后一块特殊用途
net ID=10的10.0.0.0~10.255.255.255用于专用地址
主机号全为0和1的保留用于特殊目的

B/C类地址：

主机号全为0和1的保留用于特殊目的

特殊地址形式：

directed broadcasting(直接广播)/limited broadcasting(受限广播)/“这个网络上的特定主机”/loopback address(回送地址)

1.直接广播地址

A类、B类、C类中，主机号全为1的为directed broadcasting address,用于使路由器将一个分组以广播方式发送给特定网络上的所有主机

2.受限广播地址

32bit全为1的ip地址(255.255.255.255)，用于将一个分组以广播方式送给网络中所有主机，路由器阻挡该分组通过，将其广播功能显示在本网内部。

3.回送地址（loopback address）

TCP/IP规定：网络号为127的分组不能出现在任何网络上；主机和路由器不能为该地址广播任何寻址信息。

二、划分子网的三级地址结构

由于地址有效利用率问题，第二阶段是在标准分类的ip地址基础上，增加子网号的三级地址结构。以一个C类IP地址为例，如果是只有2台主机的网络，需申请一个C类IP地址，有效利用率为2/255=0.78%.而有256台主机的网络，需申请一个B类IP地址，有效利用率是0.39%.
基于此，1991年提出subnet(子网)和mask(掩码)的概念。构成子网就是将一个大的网络分成几个较小的网络，将传统的“网络号=主机号”的两级结构，变为“网络号-子网号-主机号”的三级结构。
子网概念的基本思想是：允许将网络划分为多个部分供内部使用，但是对于外部网络仍然像一个网络一样

三级层次：net ID-subnet ID-host ID;
可应用于A/B/C类中任意IP地址中；
子网之间距离必须很近(从路由器工作效率考虑)；
分配子网是内部的事情，不需要申请或改变外部数据库；
在Internet文献中，一个子网也称作一个IP网络或一个网络。

子网掩码

引入子网掩码（subnet mask/mask）概念，ip地址主机号中对应mask为1的部分为subnet ID.
表示方法：1.用点分10进制，eg.255.255.255.0；2.用‘/’家网络号+子网号长度，即“网络号/22”表示。460

三、构成超网的无类域间路由（CIDR）技术

第三个阶段是1993年提出的CIDR (Classless Inter Domain Routing,无类域间路由，也称supernet,超网) 技术(RF1519).
思路是：将剩余的IP地址不是俺标准的地址分类规则分配，而是以可变大小的块方法进行分配
CIDR希望解决Internet扩展中存在的两大问题：

32位IP地址可能在第40亿台主机连入前已被消耗完
随着越来越多网络地址出现，主干网的路由表增大，路由器负荷增加，服务质量下降。
CIDR特点：
使用network-prefix(网络前缀)，代替“”网络号+主机号“，也不使用子网概念，即IP地址表示为<网络前缀>+<主机号>。eg.200.16.22.0/20，表示前20位是网络前缀，后12位是主机号。
将网络前缀相同的连续的IP地址组成一个“CIDR地址块”

四、网络地址转换(NAT)技术

NAT设计的基本思路：为每个公司分配少量的IP地址，在公司内部使用保留地址。