分类编址是用于早期因特网的编址机制,当前主流编址机制是无分类编址。
IPv4地址表示方法:
二进制表示:通常8位为一组,每组之间用空格隔开,称4字节地址,01110101 1001010 00011101 11101010
十进制表示:点分十进制,中间用点隔开,128.11.3.31
十六进制表示:连续的8个十六进制数字表示,通常在开头加上0X或0x,或在最后加入下表16,0X810B0BEF或810B0BEF16
分类编址
分类编址中,地址空间分为5类:A、B、C、D、E类
A类:占地址空间的50%,若是二进制表示,第一个字节的第一位为0的就是A类地址;若是十进制表示,第一个数字的范围在0-127内的就是A类地址;
B类:占地址空间的25%,若是二进制表示,第一个字节的前两位为10的就是B类地址;若是十进制表示,第一个数字的范围在128-191内的就是B类地址;
C类:占地址空间的12.5%,若是二进制表示,第一个字节的前三位为110的就是C类地址;若是十进制表示,第一个数字的范围在192-223内的就是C类地址;
D类:占地址空间的6.25%,若是二进制表示,第一个字节的前四位为1110的就是D类地址;若是十进制表示,第一个数字的范围在224-239内的就是D类地址;
E类:占地址空间的6.25%,若是二进制表示,第一个字节的前四位为1111的就是E类地址;若是十进制表示,第一个数字的范围在240-255内的就是E类地址;
地址类和地址块:
A类、B类、C类地址可划分为网络标识(net-id)和主机标识(host-id),这两个部分的长度可变,取决于地址的类。
A类地址:用第一个字节定义net-id,后三个字节定义host-id;共分为128个地址块,每一块的net-id都不一样,这些块的net-id范围从0到127,每个块的后三个字节均在0-255内取值;第一个(0.0.0.0到0.255.255.255,即net-id为0)和最后一个地址块(127.0.0.0到127.255.255.255,即net-id为127)保留做特殊用途,地址块10(net-id为10)用于专用地址,剩余125个地址块可指派给一个机构,每个块都包含有224个地址,通常远大于机构所需要的地址数,大多数A类地址都被浪费了;
B类地址:用前两个字节定义net-id,后两个字节定义host-id;共有214个地址块,每个块包含216个地址,许多B类地址也被浪费掉了;
C类地址:用前三个字节定义net-id,后两个字节定义host-id;共有221个地址块,每个块包含256个地址,这对于大多数机构来说是不够用的;
D类地址只有一个地址块,用来进行多播,这类地址的每一个地址用来定义因特网上的一组主机,当一个组被指派一个D类地址时,该组中的每一个成员主机都会在正常地址(单播地址)的基础上加上一个多播地址;
E类地址只有一个地址块,它是保留地址。
在分类编址中,地址块的第一个地址被指派给这个组织用作网络地址,例如若要将A类地址块12(net-id为12)分配给一个组织,此时该地址块的第一个地址(12.0.0.0)就是网络地址,用来向因特网的其余部分标志这个机构,它定义这个机构的网络,而不是单个的主机;通常最后一个地址(12.255.255.255)保留为特殊用途,也不允许使用;该地址块中的其它地址均可用于定义主机地址。
网络地址:
1 网络地址是一个地址块的第一个地址,即任何一类的网络地址是net-id后面的host-id全为0;
2 网络地址向因特网的其余部分定义这个网络,路由器就是根据网络地址来选择分组的路由;
3 若给出网络地址,就能找出这个地址的类别、地址块以及这个地址块的地址范围。
默认掩码:一个32位数,1的个数与相应类的net-id个数相同,0的个数与host-id个数相同,默认掩码与地址进行AND操作,可求得该地址的网络地址。
CIDR记法:无分类域间路由选择记法,用于显式的表示默认掩码,如地址18.46.74.10,它是一个A类地址,CIDR记法为18.46.74.10/8,表示掩码中有8个1.
连接多个网络的设备:因特网的地址定义了一个结点到网络的连接,和多个网络连接的设备必须具有多个IP地址,,这些地址还可以属于不同的类别,每个地址代表一个网络的接口;路由器必须具有一个以上的IP地址,否则就不能在网络间转发分组。
特殊地址:除了上述的网络地址外,还有一些特殊用途的地址
1 直接广播地址:在A类、B类、C类地址中,若host-id全为1,该地址称为直接广播地址,路由器使用这种地址把一个分组发送到本网络上的所有设备;只可用作目的地址;
2 受限广播地址:在A类、B类、C类地址中,若net-id和host-id全为1,则这个地址用于定义在当前网络上的广播地址。一个主机使用目的地址为全1的受限广播地址发送分组,这个网络上的所有主机均接受和处理这个分组,但路由器会把该分组挡住,使这样的广播只局限在本地网络;这是一个E类地址,同样只可用作目的地址;
3 这个网络上的这个主机:若IP地址由全0组成,就表示这个网络上的这个主机;当某个主机不知道自己的IP地址时,就可使用这个地址作为源地址,受限广播地址作为目的地址给引导服务器发送分组;只可作为源地址;
4 这个网络上的特定主机:net-id全为0的IP地址表示这个网络上的特定主机,用于当某个主机向这一网络上的其它一个主机发送分组,路由器会阻挡这个分组使之只发生在本网络;用作目的地址;
5 环回地址:第一个字节为127的IP地址用作环回地址,用来测试机器的软件;使用这个地址时,分组永远不离开机器,这个分组简单的返回到协议软件,用于测试这个软件;例如ping应用程序,可以发送目的地址为环回地址的分组,来测试IP软件能否接收和处理分组;另一个例子就是客户程序用环回地址发送报文给同一机器上的服务器进程;只能用作目的地址。
地址耗尽解决办法:划分子网和构造超网
划分子网:子网掩码比默认掩码1的个数要多;比如划分8个子网,子网掩码1的个数比默认掩码多3个;
构成超网:超网掩码比默认掩码1的个数要少;比如8个地址块组成一个超网,超网掩码1的个数比默认掩码要少3个。
随着无分类编址的出现,划分子网和构造超网的概念几乎已经过时。