第二章 Internet地址结构

2.1 引言

　　为了解Internet如何识别主机和路由器，并在它们之间实现流量的交付。我们必须了解IP地址的作用。因此，我们对它们的管理，结构和用途感兴趣。

2.2 表示IP地址

　　IPv4：

　　采用点分四组表示法，例如：165.195.130.107。由四个八位数字表示，共32位。前面的例子的二进制表示为：10100101.11000011.10000010.01101011

　　IPv6：

　　包含八个块，每个块16位，用4个16进制数表示，共128位，用冒号隔开，是IPv4地址的四倍长。有关IPv6地址的简化：如5f05：2000：80ad：5800：0058：0800：2023：1d71。

　　1.一个块中前导的零不必书写。上述可以简化位：5f05：2000：80ad：5800：58：800：2023：1d71

　　2.全块的0可以省略，并用两个冒号代替::，如0：0：0：0：0：0：0：1可以表示位：：1。

　　3.IPv4映射为IPv6地址：紧接着IPv4地址的16位为ffff，前面的都为0。如IPv6地址：::ffff:10.0.0.1可以表示IPv4地址：10.0.0.1。

　　4.IPv6地址的低32位通常用点分四组表示，给人以兼容的感觉，不过现在不需要。

2.3 基本的IP地址结构

　　IP地址可以根据类型和大小分组。大多数IP地址用于识别连接Internet或某些专用的内联网的计算机网络接口，称为单播地址，除了单播地址，其他地址包括广播，组播和任播地址。

2.3.1 分类寻址

　　开始时，每个单播IP地址都有一个网络部分，用于识别接口用的IP地址在网络中被发现；还有一个主机地址，用于识别网络部分给出的网络空间中特定的主机。分别称为网络号和主机号。因此可分为以下几大类：

　　如果我们得分配到了一个A类网络号：18.0.0.0。表示我们有2^24个地址可以分配给个人的电脑。

2.3.2 子网寻址

　　在80年代初，由于局域网数量的增长，很难为接入Internet的新网段分配一个新的网络号。这就导致了子网的诞生，子网拆分自主机号。如下图：

　　如上图中的B类地址，主机号由原来的16位拆分了8位给子网。如果你被分配了一个B类地址，那么你可以提供254不同的主机地址。

　　那么如何识别由internet中的流量呢。这就需要掩码（mask）来帮助分流。如下图：

2.3.3 子网掩码

　　所谓的“掩”就是通过位级运算掩盖掉一部分内容。如上图来自路由器的流量可通过掩码ff：ff：00：00与source地址与运算，以识别是否来自于128.32.x.x。站点内的寻址也是如此，直到找到了最终的主机。长度通常与对应的IP地址长度相同，IPv4为32位，IPv6为128位。掩码可以缩写表示，如上的例子的掩码可以表示为/8。正斜杆后的数字为掩码中前导1的个数。更多例子如下图：

　　另外，掩码由路由器和主机使用，以分流网络流量。因此，子网掩码是站点内部的局部问题。

2.3.4 可变长度子网掩码（VLSM）

　　目前，大多数主机和路由器都支持可变长度子网掩码（variable length sunnet mask），主要目的是用来更细分站点内的主机地址数量，通常的做法就是使掩码的长度加长几位。一个生活中的例子就是家用路由器，它通常有四个wan口，而不是五个，四个之类。因为通常掩码加到最后的二位使就只有四个主机地址可以分配。如下图：

2.3.5 广播地址

　　在每个IPv4子网中，有一个地址被保留做子网广播地址，所谓广播，就是外界流量使用这个广播地址作为destination时，子网中的主机都可以接收到这个流量。广播地址通常是将使用掩码取反之后与子网地址进行或运算得到的。然而更简便的方法是将，主机部分的每个位直接取1得到，如下图：

　　需要注意的是：IPv6没有广播地址。

2.3.6 IPv6地址和接口标识符

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