在网际层中,利用 IP 地址将数据传输到目的地 。为了能够使数据正确地发送到目标主机上,网络上的 IP 地址必须有一定的规则来识别主机的位置 。
IP 地址的基本构成
为了便于寻址,了解目标主机的位置,每个 IP 地址包括两个标识码(ID),即网络 ID 和主机 ID 。同一个物理网络上的所有主机都使用同一个网络 ID,网络上的一个主机(包括网络上的工作站、服务器和路由器等)有一个主机 ID 与其对应 。
网络 ID 和主机 ID 含义如下:
- 网络 ID:用于识别主机所在的网络,网络 ID 的位数直接决定了可以分配的网络数量 。
- 主机 ID:用于识别该网络中的主机,主机 ID 的位数则决定了网络中最大的主机数量 。
大型网络包含大量的主机,而小型网络包含少量的主机 。根据用户需求不同,一个网络包含的主机数量也会不同 。为了满足不同场景的需要,网络必须使用一种方式来判断 IP 地址中哪一部分是网络 ID,哪一部分是主机 ID 。
IP 地址为 32 位地址,被分为 4 个 8 位段 。为了方便对 IP 地址的管理,将 IP 地址基本分为三大类 。
每类地址的分类与含义如下:
- A 类:前 8 位表示网络 ID,后 24 位表示主机 ID;该地址分配给政府机关单位使用 。
- B 类:前 16 位表示网络 ID,后 16 位表示主机 ID;该地址分配给中等规模的企业使用 。
- C 类:前 24 位表示网络 ID,后 8 位表示主机 ID;该地址分配给任何需要的人使用 。
- D 类:不分网络 ID 和主机 ID;该地址用于多播 。
- E 类:不分网络 ID 和主机 ID;该地址用于实验 。
IP 地址被分类以后,如何判断一个 IP 地址是 A 类、B 类还是 C 类地址呢?为了更好地进行区分,将每类地址的开头部分设置为固定数值,如图所示 。
文章插图
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从上图中可以看出,每类 IP 地址都是以 32 位的二进制格式显示的,每类地址的区别如下:
- A 类:网络 ID 的第一位以 0 开始的地址 。
- B 类:网络 ID 的第一位以 10 开始的地址 。
- C 类:网络 ID 的第一位以 110 开始的地址 。
- D 类:地址以 1110 开始的地址 。
- E 类:地址以 11110 开始的地址 。
由于每类地址的开头是固定的,因此每类地址都有自己的范围:
- A 类:IP 地址范围为 0.0.0.0~127.255.255.255 。
- B 类:IP 地址范围为 128.0.0.0~191.255.255.255 。
- C 类:IP 地址范围为 192.0.0.0~223.255.255.255 。
- D 类:IP 地址范围为 224.0.0.0~239.255.255.255 。
- E 类:IP 地址范围为 240.0.0.0~255.255.255.254 。
在进行 IP 地址分配时,有一些 IP 地址具有特殊含义,不会分配给互联网的主机 。例如,保留了一些 IP 地址范围,用于私有网络,这些地址被称为私有地址 。再如,保留一部分地址用于测试,被称为保留地址 。
A 类、B 类、C 类地址的地址范围及含义如下:
【IP地址的格式和分类 ip地址格式是什么样】1) A 类地址
- 私有地址范围为 10.0.0.0~10.255.255.255 。
- 保留地址范围为 127.0.0.0~127.255.255.255 。
- 私有地址范围为 172.16.0.0~172.31.255.255 。
- 保留地址为 169.254.X.X 。
- 私有地址范围为 192.168.0.0~192.168.255.255 。
数据在网络中进行传输是通过识别 IP 地址中的网络 ID,从而将数据发送到正确的网络中,然后再根据主机 ID 将数据发送到目标主机上 。
如果一个网络中包含了百万台主机,数据通过网关找到对应的网络后,很难快速地发送到目标主机上 。为了能够在大型网络中实现更高效的数据传输,需要进行子网划分,将网络划分为更小的网络 。
子网划分是将 IP 地址的主机 ID 部分划分为子网 ID 和主机 ID 。其中,子网 ID 用来寻找网络内的子网,主机 ID 用来寻找子网中的主机 。
子网掩码则是用来指明地址中多少位用于子网 ID,保留多少位用于实际的主机 ID 。
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