1. IP地址(通用标识符)
对于同一个网络设备(主机或路由器)的不同网络连接,需要不同的IP地址进行标识
2. 主机标识符
主要有下面三种方式的主机标识方式:
(1)Name:是什么,可读性强(了解主机的属性或者用途)
(2)Address:在哪里,软件效率高。
(3)Route(路由的标识):怎样到达
3. IP地址结构
(1)32 bit二进制地址
它模拟物理网的编址机制,如下示意图:
(2)IP地址分类,如下:
4. 多接口设备
(1)多接口计算机(终端节点)
• 可以连接多个网络
• 每个网络连接分配一个IP地址,可属于不同的类
(2)路由器(中介节点)
• 必须连接到多个网络
• 每个网络连接分配一个IP地址,可属于不同的类
5. 特殊地址(特殊用途的地址)
(1)网络地址(Network address):
这里网络地址中的Netid是特定的(不全为0),Hostid全为0。此时网络地址标识的是整个网络(不是网络中的某个网络连接)
举例如下:
(2)直接广播地址(Direct broadcast address):
直接广播地址作用:标识对特定网络的广播
举例说明:
• 假设此时路由器产生一个分组,这个分组的目的IP地址是如下的 " 216.45.7.255 ";如下:
•此时路由器会根据根据目的IP中的Netid区别找到对应的网络,然后发送到对应的网络(此时并没有判断Hostid),如下:
•此时网络"216.45.7.0"再根据物理网的访问技术解析出来,目的IP中的Hostid全是1,如下就会将消息数据发送到网络"216.45.7.0"中所有主机,如下:
(3)受限广播地址(本地广播地址):
受限广播地址的作用:标识对本地网络的广播。
32 位全是1
举例说明:
• 此时主机"149.14.45.9"产生一个IP地址分组,为"255.255.255.255",如下:
•主机"149.14.45.9"将产生的网络IP分组"255.255.255.255",发送到网络"149.14.0.0"之中,同时该网络"149.14.0.0"也会解析这个目的IP分组,发现它是一个受限广播地址,就会发送到本地网络"149.14.0.0"所有的通信节点(主机和路由器),注意的是,路由器接收到这个受限广播分组就会到此为止,不会转发。如下:
(4)本网络上的本主机(This host on this network):
本网络上的本主机,它只可能作为通信的源地址。
32位全为0
举例说明:
•打开一个主机,主机本身不知道自己IP地址,需要远端服务器请求获取一个IP地址。如下此时源IP地址就是"0.0.0.0",目的IP地址是"255.255.255.255",如下:
•引导服务器再将分配好IP地址回送给本主机,此后本主机就使用这个分配好IP地址进行网络通信。
(5)本网络上的特定主机(Specific host on this network):
举例说明:
(6)环回地址(Loopback address):
环回地址的作用:测试机器的软件。
举例说明:
•在一个网络"216.45.7.0"中(C类),存在一台主机"216.45.7.20",同时列举了这台主机TCP/IP网络分层(部分),如下:
•此时该主机中一个进程Process1产生数据,如下:
•这个数据在传送到IP层的时候,IP层就会解析出来这个数据目的IP地址,发现这个目的IP地址是127.X.Y.Z(环回地址),如下:
•此时又通过传输层(TCP or UDP)将数据传送给了Process2,数据并没有离开本机,如下:
备注:数据在一台主机的协议栈中进行了传输。
6. 互联网实例
思考1:
思考2:
7. 单播、多播和广播地址(目的地址)
除地址类别外,还可根据传输的消息特征将IP地址分为单播、广播或多播。
详见:TCP/IP协议原理与应用笔记12:单播、多播和广播地址(目的地址)
8. 申请IP地址
(1)标识网络连接的IP地址数目:
(2)网络信息中心为每个网络分配唯一的net id
(3)该网络的管理结构为运行的TCP/IP的主机和路由器分配网内唯一的host id
9. 专用网
(1)专用网(Private network):
•不需要接入Internet,但是需要用TCP/IP通信
•编址方案:
-->1. 申请,并使用A、B、C类地址 (全局唯一)
-->2. 不申请,直接使用A、B、C类地址 (本组织唯一,全局不唯一)
-->3. 不申请,直接使用专用地址 (本组织唯一,全局不唯一)
(2)专用地址(Private address,私有地址)
在Internet上,有些不需要与 Internet通讯的设备,如打印机、可管理集线器等也可以使用Private address,以节省IP地址资源。