第3章 分类的IP地址
1. 主机标志符可分为名字（name）、地址（address）和路由（route）这三类。名字标志一个对象是什么；地址标志它在哪里；路由指出怎样到达那里。（name即网址；地址即ip地址；name和ip之间的转换由DNS完成）
2. 最初的分类编址方案
在TCP/IP网络上的每台主机都分配了一个32位的整数地址，称为网际互连地址（Internet Protocol address）或IP地址（IP address）。
互联网编址方案十分巧妙：为了使转发更搞笑，用来作为地址的整数是经过精心选择的；特别是，一个IP地址既包括了主机所在网络的地址，又包括了该网络上该主机的地址编码。（IP地址=网络地址+主机地址）
IP地址的前缀标志出一个网络，也就是说，同一个网络上所有主机的IP地址共享同一前缀。
在最初的编址方案中，每个IP地址必须是下图中的前三种形式之一：
A类： 1 + 7位网络号 + 24位主机号
B类： 10 + 14位网络号 + 16为主机号
C类： 110 + 21位网络号 + 8 位主机号
D类： 1110 + 组播地址
E类： 1111 + 保留未用
注意记忆方法：110 = 1 + 10；2 * 7 = 14；3 * 7 = 21； 2 * 8 = 16；3 * 8 = 24；
地址类别 高位字节 网络标识范围 可支持的网络数目 每个网络支持的主机数目
A 1------- 1 - 126 126(2^7-2) 16777214(2^24-2)
B 10------ 128 - 191 16384(2^14) 65534(2^16-2)
C 110----- 192 - 223 2097152(2^21) 254(2^8-2)
其中：
1）A类地址网络标识范围 1 - 126 可支持126个网络数目是因为：它是从1开始，不是从0开始，
另外127.0.0.1用于本机回环测试。所以 2^7 - 2 = 128 - 2 = 126。
2）每一个网络支持的主机数目，因为要减掉“主机号全为0”（被保留）和“主机号全为1”（被用于定向广播）
的两种情况，所以要减去2.
点分十进制：
地址类别 最低地址 最高地址
A 1.0.0.0 126.0.0.0
B 128.1.0.0 191.255.0.0
C 192.0.1.0 223.255.255.0
在分类编址机制中，每个地址可被认为是自标志（self-ientifying）的，因为仅仅从地址本身就可以计算出前缀和后缀之间的边界，也就是可以得到网络地址和主机地址，而不必参考其它外部信息。而且，可从地址的最高三位确定地址属于哪一类。所以可以很快地从IP地址中抽取出主机号和网络号部分，路由器就是使用IP地址中的网络号部分，来决定将分组发往何处的。
3. 用地址指明网络连接
我们说一个IP地址标志了一台主机，但这样将并不准确。因为一个路由器一般连接着多个物理网络，它应该具有多个IP地址。因为IP地址是对某个网络及该网络上某台主机的编码，所以一个IP地址并非指明了某台计算机，而是指明了计算机到网络的某条连接。
因此，一个连接着n个网络的路由器有n个不同的IP地址，每个地址对应着一条网络连接。
4. 定向广播地址
我们知道IP地址中包括了网络地址和主机地址，也即网络号和地址号。按照约定，主机号“全0”从来不分配给某个单独的主机，而主机号部分为0的IP地址被用来指向网络本身。总而言之：互联网地址可以用来指向单个主机，也可以用来指向网络。按照约定，主机号的所有比特窦唯“0”的地址是保留给该网络本身的。
标准规定，主机号部分全为“1”的IP地址被保留用于定向广播，也就是说，将主机号全为“1”的IP地址指向了“该IP地址网络号部分”所标志的整个网络。也就是说向这样的IP地址发送信息，会将信息发送给整个互联网中所以IP地址的网络号与该IP地址网络号相同的所有的主机。这样的地址称为“定向广播地址”（directed broadcast address）。
总而言之：按照约定，一个定向广播地址有一个有效的网络号，并且其主机号的所有比特都为“1”，这种形式的管播可以吧分组发送该网络上的所有计算机。
5. 有限广播地址（“全1”地址）
定向广播地址可以跨越一个互联网发送，这样比较危险，许多网点对路由器进行配置，让其拒绝所有定向广播的分组。
有限广播（limited broadcast address）或本地网广播地址（local network broadcast address），它由32个“1”组成。又称为“全1”广播地址。一台主机在知道自己的IP地址或本地网络的IP地址前缀之前，就可以在启动的过程中使用有限广播地址。
6. “全0”地址
32个“0”的比特组成的地址被保留用于下面这样的情况：某个主机需要通信，但是它还不知到自己的IP地址（在启动期间），主机为了获得一个IP地址，它会发送一个数据报给有限广播地址（即“全1”地址），并用“全0”地址来标志自己。接收方知道发送数据报的主机还没有IP地址，就会用一种特殊的方法来发送回答。
也就说：用“全0”的源地址，发送一个数据报给“全1”地址（有限广播地址），来获得自己的IP地址。
例如当主机从DHCP或BOOTP服务器获取IP地址时。发送给IP地址255.255.255.255的数据包属于有限广播数据包。在指定给本地网络的广播数据包时，目的地址的网络标识部分和主机标识部分全都是1(255.255.255.255)。在任何情况下，路由器都不转发目的地址为有限广播地址的数据报，这样的数据报仅出现在本地网络中。
7. IP多播/组播地址（multicasting）
分组被交付该一个特定的主机子集。
8. 子网和无类型扩展
按照最初的编址方案，每个物理网络都要一个唯一的网络前缀，但是随着局域网技术的逐渐流行，会迅速耗尽地址空间。
因此，引入了一种扩展编址方案来节省使用网络前缀，这种方法称为子网编址（subnet addressing）.它允许多个物理网络共享一个网络前缀。
后来又开发出了第二种扩展方式，它不受分类层次的约束，并允许在地址中的任意位置进行前缀和后缀的划分，这种方法称为无类型编址（classless addressing）。能够更彻底地利用地址空间。
所以，目前的编址方案已经进行了扩展，最初的分类方案已经不再是最广泛的方法。
9. 环回地址
在分类地址中，不是每一个类中的所有地址都可以擦与分配的。在B类地址的最低地址前缀（128.0.0.0）不会被分配，B类地址中第一个被分配的地址前缀是128.1.0.0；而C类地址中的最低地址前缀（192.0.0.0）不会被分配，C类地址最先被分配的地址前缀是192.0.1.0.
另外A类地址中的127.0.0.0被保留用于环回（loopback），并用于测试TCP/IP以及本机进程间的通信。主机或路由器永远不为网络号“127”传播路由或可达型性信息，它不是一个网络地址。
注：IP地址的主机号部分的“全0”被保留；IP地址的主机号部分的“全1”被用于定向广播。
10. 特殊地址约定
1）只有在启动过程中才可以使用“全0”的网络地址，运行机器进行临时的通信。一旦机器知道了自己的正确
网络和IP地址，就不能再使用网络前缀“0”了。
2）IP地址“全1”为有限广播地址（本地网络广播）。
3）主机部分“全1”的IP地址是网络定向广播。
4）127.*** 为环回地址
11. 网络字节顺序（大端）
由于互联网分组携带的一些二进制数指出了目的地址和分组长度等信息，因此必须把它们的字节顺序标准化。每台主机或路由器在发送一个分组之前，必须把二进制数据项从本地表示转换为网络标准字节顺序，并且在分组达到目的站后，又把它们从网络标准字节顺序转换为特定主机的顺序。
当然，分组中的用户数据字符按不受这个标准的支配，因为TCP/IP协议并不知道要传输的是什么数据 --- 应用程序的编写者可自由设计自己的数据表示方式和转换方式。但是，当发送整数值时，许多应用程序员还是选择遵循TCP/IP字节顺序。
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