IP协议及IP地址

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1、7.2.1IP协议简介IP（InternetProtocol）是TCP/IP协议族中最为核心的协议。所有的TCP、UDP、ICMP及IGMP数据都以IP数据报格式传输。IP的最大成功之处在于它的灵活性，它只要求物理网络提供最基本的功能，即物理网络可以传输包——IP数据报，数据报有合理大小，并且不要求完全可靠地传递。IP提供的不可靠、无连接的数据报传送服务使得各种各样的物理网络只要能够提供数据报传输就能够互联，这成为Internet在数年间就风靡全球的主要原因。由于IP在TCP/IP协议中是如此的重要，它成为TCP/IP互联网设计中最基本的部分，有时都称T

2、CP/IP互联网为基于IP技术的网络。不可靠（unreliable）的意思是它不能保证IP数据报能成功地到达目的地。IP仅提供尽最大努力投递（best-effortdelivery）的传输服务。如果发生某种错误时，如某个路由器暂时用完了缓冲区，IP有一个简单的错误处理算法：丢弃该数据报，然后发送ICMP消息报给发送端。任何要求的可靠性必须由上层来提供（如TCP）。无连接（connectionless）的意思是IP并不维护任何关于后续数据报的状态信息。每个数据报的处理是相互独立的。这也说明，IP数据报可以不按发送顺序接收。如果发送端向相同的接收端发送两个连

3、续的数据报（先是A，然后是B），每个数据报都是独立地进行路由选择，可能选择不同的路线，因此B可能在A到达之前先到达。IP提供了三个重要的定义：（1）IP定义了在整个TCP/IP互联网上数据传输所用的基本单元，因此它规定了互联网上传输数据的确切格式；（2）IP软件完成路由选择的功能，选择一个数据发送的路径；（3）除了数据格式和路由选择的精确而正式的定义外，IP还包括了一组嵌入了不可靠分组投递思想的规则，这些规则指明了主机和路由器应该如何处理分组、和实际如何发出错误信息以及在什么情况下可以放弃分组。下面将介绍IP地址和子网划分，然后将着重从IP定义的这几个方

4、面来介绍IP。7.2.2IP地址及子网1.IP地址简介为了使连入Internet的众多主机在通信时能够相互识别，Internet上的每一台主机和路由器都分配有一个唯一的32位地址，即IP地址，也称作网际地址。IP地址一般采用国际上通行的点分十进制表示。一个IP地址有4个字节组成，字节之间用句号分隔，每个字节表示为从0～255的十进制数（8位二进制数最大为11111111，即十进制数255），这个表示法称为IP地址的点分十进制表示法（dotteddecimalnotation）。例如，IP地址“1010011001101111000001000110010

5、0”（对应的十六进制数为“A66F0464”）用点分十进制表示法就是“166.111.4.100”。从概念上讲，每个IP地址都由两部分组成：网络号和主机号。网络号标识主机所连接的网络，也叫网络地址；主机号则标识该网络上某个特定的主机，也称主机地址（如上例中的166.111是网络号，4.100是主机号）。对一个互联网来说，网络号必须在互联网中唯一，而主机号在相应的网络中也必须唯一。一般来说，互联网上的每个接口必须有一个唯一的IP地址，因而多接口主机具有多个IP地址，其中每个接口都对应一个IP地址。2.IP地址分类IP协议规定了IP地址分为五类：A~E，其中

6、A、B、C三类是基本类型，图7.3表示了各类IP地址的格式。IP地址分类是根据网络号的最高几位来区分，图7.3的格式规定了用作网络号和主机号的位数，因此也就确定了各类地址的网络总数以及每个网络中主机总数。A、B、C三类地址可以使用大小不同的网络。图7.3IP地址类型A类地址的最高位为“0”，其后7位是网络号，24位用作主机号。A类地址共126个网，它用于少数主机数量众多的大型网络，主机数可以16777216–2=16777214。B类地址的最2位为“10”，其后14位为网络号，16位用作主机号。B类地址共16384个网，它用于中等规模的网络，每个网络主机

7、数最多为65536-2=65534。C类地址的最高位为“110”，其后21位为网络号，8位用作主机号。C类地址共2097152个网，它用于小型网络，每个网络的主机数只能少于256–2=254。D类地址为组播（multicast）地址，它用一个地址代表一组主机。Multicast是到一个“主机组”的IP数据报的传送，主机组是由零个或多个用同一D类IP目的地址表示的主机集合。Multicast数据报被传递到其目的主机组的所有成员，并且同常规单点传送的IP数据报一样可靠。主机组的成员是动态的，也就是说，主机可以在任何时间加入或离开主机组。主机组中成员在位置上和

8、数量上都没有限制，一个主机可以同时是一个以上主机组的成员。随着网络视频传播越来越