网络层（三）IP编址

作者: 原来哥哥是万家灯火 | 来源:发表于2022-11-16 20:41 被阅读0次

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IP编址
IP编址
IP编址

1.编址的对象

编址对象

我也不清楚不实现网络层功能的接口是些什么，比如供电电源接口？？

2.编址策略
如果编址无规律，每个接口随机分片一个IP标识，路由表需要存下网络内所有的IP，不适合Internet这种巨大的网络。因此将网络进行层次划分，将一个大的网络分成一个个子网，路由表只需记录子网即可。这个策略下，IP地址分成网络部分和主机部分。

编址策略

3.IPV4地址

image.png

通常写成点分十进制的形式

4.IP编址的三个历史阶段

有类IP地址。这是最基本的编址方法，1981年就通过了相应的标准协议。
子网划分。对有类IP地址的改进，1985年通过相关标准。
无类域间路由（CIDR）。IP地址不再分类，1993提出，很快得到推广应用。

1.有类IP地址
将32位IP地址资源，分成5类。IP地址是二级结构：网络号+主机号。当某个单位申请到一个IP时，实际上的获得了具有相同网络号的一块地址，其中的各台主机号由单位自行分配。

A类：0xxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx
范围：0.0.0.0~127.255.255.255
网络号：前8位
B类：10xxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx
范围：128.0.0.0~191.255.255.255
网络号：前16位
C类：110xxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx
范围：192.0.0.0~223.255.255.255
网络号：前24位
D类：1110xxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx
范围：224.0.0.0~239.255.255.255
网络号：不区分网络号和主机号，特殊用途，用来标识一组主机，多播地址
E类：1111xxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx
范围：240.0.0.0~255.255.255.255
网络号：不区分网络号和主机号，保留供研究使用

真正可以分配给主机使用的是ABC三类，但是其中仍有一些特殊的号不能

特殊IP地址

除此之外，还保留了一部分作为私有IP地址，只能在内部网络中使用

私有IP

这样，当路由器收到一个IP分组时，只需要看它的IP地址，就知道它是ABC哪类网络，进而知道其网络号，然后检索转发表，将分组转发至对应端口。
此时的路由表应该是下面这样：

路由表1

2.子网与子网划分

有类IP地址比较浪费资源。如某大学计算机系需要2000个IP，分配一个C类网络（256个）又不够，于是申请了一个B类（65536-2个）。之后电子工程系需要500个IP，又申请了一个B类，但是明明计算机系申请的还空出62534个。
如果只有这ABC三类子网络，整个网络划分将十分粗暴。比如下图中左侧直接是一个A网，内部的所有主机将在其中直接通信（广播），效率会很低。
给每一个物理网络分配网络号，路由表会很大，转发效率也会很低。
不灵活。比如某单位需要紧急开通一个网络，但是申请新的需要时间，不能快速利用原来的空闲资源。

假如只有ABC类网络?

因此，将有类网络进一步划分成更小的子网，对外仍然表现为一个网络。方式是在原来的网络号基础上，再增加一个子网号。子网号是借用一部分高比特的主机号来充当。二级IP地址变为三级IP地址。

子网划分

下面的例子是将一个C类网络划分成4个子网

将一个C类网络划分成4个子网

3.子网掩码
有了子网划分之后，问题来了，现在路由器该如何确定一个分组的转发？

子网掩码

一个IP地址，和它的掩码地址按位“与”运算，就能得到它的所属的网络。因为IP分组里没有目的主机的掩码这个字段，所以路由器需要记录的除了网络号和转发端口，现在还要加上每个子网的掩码。
确定转发端口时，目的IP地址要依次和每条记录的掩码进行与运算，然后再看得到的网络号和当前记录的网络号是否一致。结果一致的那条记录就是正确的转发端口。