IP地址就是給互聯網上的每一臺主機（或路由器）的每一個接口分配一個在全世界范圍內是唯一的32位的標識符。

IP地址的編址方法共經歷了三個歷史階段：分類的IP地址、子網的劃分、超網的構成

一、分類的IP地址

所謂“分類的IP地址”就是將IP地址劃分為若干個固定類，每一類地址都由兩個固定長度的字段組成，其中第一個字段是網絡號，它標志主機（或路由器）所連接到的網絡。一個網絡號在整個互聯網范圍內必須是唯一的。第二個字段是主機號，它標志該主機（或路由器），一臺主機號在它前面的網絡號所指明的網絡范圍內必須是唯一的。

這種兩級IP可以表示為:

IP地址 ::= {<網絡號>,<主機號>}

• A類、B類和C類地址的網絡號字段分別為1個、2個和3個字節(jié)長，而在網絡號字段的最前面有1~3位的類別位，其數值分別規(guī)定為0，10和110。
• A類、B類和C類地址的主機號字段分別為3個、2個和1個字節(jié)長。
• D類地址（前4位是1110）用于多播（一對多通信）。
• E類地址（前4位是1111）保留為以后用。

把IP地址劃分為A類、B類、C類三個類別，當初是這樣考慮的。各種網絡的差異很大，有的網絡擁有很多主機，而有的網絡上的主機則很少。把IP地址劃分為A類、B類和C類是為了更好地滿足不同用戶的要求。

常用的三種類型的IP地址：

A類地址的網絡號字段占1個字節(jié)，只有7位可供使用，但可指派的網絡號是126個（即）。減2的原因是：

第一，IP地址中網絡號字段為全0的IP地址是個保留地址，意思是“本網絡”；

第二，網絡號為127（即01111111）保留作為本地軟件環(huán)回測試本主機的進程之間的通信之用。

若主機發(fā)送一個目的地址為環(huán)回地址（例如127.0.0.1）的IP數據報，則本主機中的協(xié)議軟件就處理數據報中的數據，而不會把數據報發(fā)送到任何網絡。

A類地址的主機號占3個字節(jié)，因此每一個A類網絡中的最大主機數是，即16777214。這里減2的原因是：

第一，全0的主機號字段表示該IP地址是“本主機”所連接到的單個網絡地址

第二，而全1表示“所有的（all）”，因此全1的主機號字段表示該網絡上的所有主機

B類地址的網絡號字段有2個字節(jié)，但實際上B類網絡地址128.0.0.0是不指派的，而可以指派的B類最小網絡地址是128.1.0.0。因此B類地址可指派的網絡數為，即16383。B類地址的每一個網絡上的最大主機數是，即65534。這里需要減2是因為要扣除全0和全1的主機號。

C類地址有3個字節(jié)的網絡號字段，還有21位可以進行分配。C類網絡地址192.0.0.0也是不指派的，可以指派的C類最小網絡地址是192.0.1.0，因此C類地址可指派的網絡總數是，即2097151。每一個C類地址的最大主機數是，即254。

?二、子網的劃分

兩級IP地址的缺點：

第一，IP地址空間的利用率有時很低。

第二，給每一個物理網絡分配一個網絡號會使路由表變得太大因而使網絡性能變壞。

第三，兩級IP地址不夠靈活

為解決這些問題，從1985年起在IP地址中又增加了一個“子網號字段”，使兩級IP地址變成為三級IP地址，它能夠較好地解決上述問題，并且使用起來也很靈活。這種做法叫做劃分子網。

劃分子網的思路如下：

（1）一個擁有許多物理網絡的單位，可將所屬的物理網絡劃分為若干個子網。劃分子網純屬一個單位內部的事情。本單位以外的網絡看不見這個網絡是由多少個子網組成，因為這個單位對外仍然表現為一個網絡。

（2）劃分子網的方法是從網絡的主機號借用若干位作為子網號，當然主機號也就相應減少了同樣的位數。于是兩級IP地址在本單位內部就變?yōu)槿塈P地址：網絡號、子網號和主機號。也可以用以下記法來表示：

IP地址 ::= {<網絡號>,<子網號>,<主機號>}

（3）凡是從其他網絡發(fā)送給本單位某臺主機的IP數據報，仍然是根據IP數據報的目的網絡號找到連接在本單位網絡上的路由器。但此路由器在收到IP數據報后，再按目的網絡號和子網號找到目的子網，把IP數據報交付目的主機。

?子網掩碼

假定有一個數據報（其目的地址是145.13.3.10）已經到達了路由器。那么這個路由器如何把它轉發(fā)到子網145.13.3.0呢？

我們知道，從IP數據報的首部無法看出源主機或目的主機所連接的網絡是否進行了子網的劃分。這是因為32位的IP地址本身以及數據報的首部都沒有包含任何有關子網劃分的信息。因此必須另外想辦法，這就是使用子網掩碼。

為了使路由器，能夠很方便地從數據報中的目的IP地址中提取出所要找的子網的網絡地址，路由器就要使用三級IP地址的子網掩碼，路由器把三級IP地址的子網掩碼和收到的數據報的目的IP地址145.13.3.10逐位相“與”（AND），得出了所要找的子網的網絡地址145.13.3.0

三、超網的構成

無分類編址CIDR：

劃分子網在一定程度上緩解了互聯網在發(fā)展中遇到的困難。然而在1992年互聯網仍然面臨三個必須盡早解決的問題

（1）B類地址在1992年已分配了近一半，眼看很快就將全部分配完畢！

（2）互聯網主干網上的路由表中的項目數急劇增長（從幾千個增長到幾萬個）。

（3）整個IPv4的地址空間最終將全部耗盡。

在一個劃分子網的網絡中可同時使用幾個不同的子網掩碼。使用變長子網掩碼VLSM可進一步提高IP地址資源的利用率。在VLSM的基礎上又進一步研究出無分類編址方法，它的正式名字是無分類域間路由選擇 CIDR。

CIDR最主要的特點有兩個：

（1）CIDR 消除了傳統(tǒng)的A類、B類和C類地址以及劃分子網的概念，因而能更加有效地分配IPv4的地址空間，CIDR把32位的IP地址劃分為前后兩個部分。前面部分是“網絡前綴”（或簡稱為“前綴”），用來指明網絡，后面部分則用來指明主機。因此CIDR使IP地址從三級編址（使用子網掩碼）又回到了兩級編址，但這已是無分類的兩級編址。其記法是：??????

IP地址 ::= {<網絡前綴>,<主機號>}

CIDR還使用“斜線記法”，或稱為CIDR記法，即在IP地址后面加上斜線“/”，然后寫上網絡前綴所占的位數。

（2）CIDR把網絡前綴都相同的連續(xù)的IP地址組成一個“CIDR地址塊”。我們只要知道CIDR地址塊中的任何一個地址，就可以知道這個地址塊的起始地址（即最小地址）和最大地址，以及地址塊中的地址數。

例如，已知IP地址128.14.35.7/20是某CIDR地址塊中的一個地址，現在把它寫成二進制表示，其中的前20位是網絡前綴（用粗體和下劃線表示出），而前綴后面的12位是主機號：

????????????????????????????????128.14.35.7/20 = 10000000 00001110 00100011 00000111

?這個地址所在的地址塊中的最小地址和最大地址可以很方便地得出：

當然，以上這兩個特殊地址的主機號是全0和全1的地址。一般并不使用。通常只使用在這兩個特殊地址之間的地址。

為了更方便地進行路由選擇，CIDR使用32位的地址掩碼。地址掩碼也可繼續(xù)稱為子網掩碼。例如，/20地址塊的地址掩碼是：11111111 11111111 11110000 00000000（20個連續(xù)的1）。斜線記法中，斜線后面的數字就是地址掩碼中1的個數。

由于一個CIDR地址塊中有很多地址，所以在路由表中就利用CIDR地址塊來查找目的網絡。這種地址的聚合常稱為路由聚合，它使得路由表中的一個項目可以表示原來傳統(tǒng)分類地址的很多個（例如上千個）路由。路由聚合也稱為構成超網。

最長前綴匹配：

在使用CIDR 時，由于采用了網絡前綴這種記法，IP地址由網絡前綴和主機號這兩個部分組成，因此在路由表中的項目也要有相應的改變。這時，每個項目由“網絡前綴”和“下一跳地址”組成。但是在查找路由表時可能會得到不止一個匹配結果。這樣就帶來一個問題：我們應當從這些匹配結果中選擇哪一條路由呢？

正確的答案是：應當從匹配結果中選擇具有最長網絡前綴的路由。這叫做最長前綴匹配，這是因為網絡前綴越長，其地址塊就越小，因而路由就越具體。?

聲明：該博文所總結的知識和圖片來自于謝希仁老師的《計算機網絡》第七版?文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-470806.html

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