IPv4地址（二）

时间：2014.04.02

地点：基地二楼

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五、分类编址

在分类编址系统中IP地址空间分为5类：A B C D E。每一类占用整个地址空间的一部分。分配情况如下：

A类：2的31次方个，占50%

B类：2的30次方个，占25%

C类：2的29次方个，占12.5%

D类：2的28次方个，占6.25%

E类：2的28次方个，占6.25%

1.类别辨认

二进制记法通过地址前几位辨认

A类：0......

B类：10.......

C类：110.......

D类：1110......

E类：1111......

点分十进制记法通过第一个字节的值辨认

A类：0-127

B类：128-191

C类：192-223

D类：224-239

E类：240-255

注：某些特殊地址会落入A类或E类范围，属于分类的例外

这种分类形式使得我们可以很方便的写出一个识别类别的算法，可以通过连续检查过程找出该地址对应的类别。

2.网络标识和主机标识

对应A B C类地址来说，IP地址可以划分为网络标识和主机标识两部分。

A类：网络标识为第一个字节

B类：网络标识为前两个字节

C类：网络标识为前三个字节

其余部分为主机标识

3.地址类和地址块

用网络标识可将地址分块，在A类地址中，只有一个字节定义为网络标识，最左边一位始终为0，后7位可变。于是可知A类地址中地址块有2的7次方=128个地址块。每个块大小为1677 7216,。

在B类地址中，有两个字节定义为网络标识，最左边两位为10，余下14位可变，于是知B类地址共有2的14次方16384个地址块。每个块大小为65536。

C类地址中用三个字节定义了网络标识，最左边为110，剩下21位可变。所以C类共划分为2的21次方209 7152个地址块，每块大小为256个地址。

由上可知道，A类地址和B类地址中地址数太大被浪费，而C类地址块又太小，不够用。

D类地址只有一个地址块，用于进行多播，该地址中的每一个地址都被用来定义因特网上的一组主机。当某个组被指派一个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）的基础上增加一个多播地址。

E类地址也只有一个地址块，被设计用来当做保留地址，为将来使用而保留。

总结：

A类：2的7次方个地址块（128）

B类：2的14次方个地址块（16384）

C类：2的21次方个地址块（209 7152）

4.两级编址

总的说来，IPv4的作用就是为因特网中的一个分组指明其终点。因特网被视为由一个网络组成的网络。通常是由希望连接到因特网的组织来创建各个网路。因特网权威机构则向该组织指派一个地址块（A B或者C类的地址块）。所以在分类编址时，指派给一个组织的地址段时A B或C类地址的一个地址块。

分类编址时，同一个网路中的所有地址都属于同一个地址块，每个地址都含有网路标识和主机标识两个部分。网络标识指明了网络，主机标识指明了连接到该网络上的一台特定主机。这点就像电话号码中的两级编址一样0731-6633936,0731是区号，6633936是本地号，区号指明了区域，本地号则指明了该区域中的某个具体电话用户。

提取一个地址 块中的信息

一个地址块就是一段地址。给定地址块中的任意一个地址，我们希望得到该地址块的三个信息：地址数、首地址、末地址。方法时：

1.先确认给定地址属于哪一类，得知网络标识的长度n和主机标识的长度32-n=m

2.该地址块的地址数N=2的m次方

3.求首地址，保存网络标识的n位不变，主机标识的m位全部置0

4.求末地址，保存网络标识的n位不变，主机标识的m位全部置1

例：给出某个地址块中的一个地址73.22.17.25，求该地址块的地址数和首末地址

1.  73属于[0,128)区间，属于A类地址，网络标识为8位，主机标识为24位，于是该块地址的地址数N=2的24次方

2. 首地址保持网络标识不变，主机标识全部置0，为：73..0.0.0

3.末地址保持网络标识不变，主机标识全部置1，为：73.255.255.255

通常情况下首地址为称呼为网络地址，不会指派给任何主机，网络地址就是对一个网络的标识，是用来定义这个网络的。末地址也有特殊用途。

例：给定某块地址中的一个地址180.8.17.9，求该地址块的地址数及首地址和末地址。

1.  180属于[128,192)区间，属于B类地址，网络标识有两个字节，主机标识也是两个字节，于是该块地址的地址数位N=2的16次方

2.  首地址保持网络标识不变，主机标识全部置0，为： 180.8.0.0

3. 末地址保存网络标识不变，主机标识全部置1，为：180.8.255.255

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六、简单的网路

假设我们有这样一个互联网部分，它包含：

1.一个局域网，其网络地址为：220.3.6.0 （C类）

2.一个局域网，其网络地址为：134.18.0.0 （B类）

3.一个交换广域网，它可以连接很多个路由器，路由器可以连接到局域网和广域网，广域网通往互联网的其他部分。

前面我们知道给出任何一个地址就可以求出有关地址块的所有信息。其中首地址就是网络地址非常重要，它被用来为分组选择路由，使其能够达到目的网络。假设互联网由m个网络组成，且一个路由器有m个接口。当来自任意源主机的一个分组达到路由器时，路由器就要知道应该将这个分组发往哪个网络，即路由器需要知道这个分组应该从哪个接口发送出去。当分组达到目的网络后再采用另外一种策略低到其他目的主机。整个路由的过程就是路由器通过将目的地址计算得到网络地址，然后查询它的路由表找到相应的接口将分组转发出去。总结一点说来：网络地址实际上就是网路的标识，所有网络都要通过自己的网络地址来标识。

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七、网络掩码

  上面我们提到过通过IP计算出该IP所属网络的网络地址，那么路由器到底是怎么计算得到的呢？这时需要一个网络掩码。分类地址中的网络掩码也是一个32位的数，对应与网络标识的位全部置1，对应主机标识的位全部置0.于是在网络中也存在3种网络掩码：

A类掩码：255.0.0.0

B类掩码：255.255.0.0

C类掩码：255.255.255.0

这样要从一个分组目的中提取网络地址，路由器只要对它们使用与运算即可。

例：路由器接受到一个目的地址为,201.24.67.32的分组，请说明路由器如何才能找出这个分组的网络地址。

1.路由器首先找出目的地址的类别，这里为B类地址。

2.然后用相应的默认掩码对该地址进行处理，C类掩码为：255.255.0.0

3.将目的地址和网络掩码与运算后得网络地址为：201.24.0.0