Internet依靠TCP/IP協(xié)議,在全球范圍內(nèi)實現(xiàn)不同硬件結(jié)構(gòu)、不同操作系統(tǒng)、不同網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的互聯(lián)。在Internet上,每一個節(jié)點都依靠惟一的IP地址互相區(qū)分和相互聯(lián)系。每個IP地址都包含兩部分:網(wǎng)絡(luò)ID和主機ID,網(wǎng)絡(luò)ID標識在同一個物理網(wǎng)絡(luò)上的所有宿主機,主機ID標識該物理網(wǎng)絡(luò)上的每一個宿主機,于是整個Internet上的每臺計算機都依靠各自惟一的IP地址來標識。IP地址構(gòu)成了整個Internet的基礎(chǔ),從網(wǎng)絡(luò)的層次結(jié)構(gòu)考慮,一個IP地址必須指明兩點:1)屬于哪個網(wǎng)絡(luò),2)是這個網(wǎng)絡(luò)中的哪臺主機,于是,IP地址的格式為:網(wǎng)絡(luò)號、主機號。
下面我簡要說明一下現(xiàn)行的IPv4地址和正在推行的IPv6地址的相關(guān)基礎(chǔ)知識。
1、IPv4地址
目前因特網(wǎng)使用的地址都是IPv4地址,32比特,通常用4個點分十進制數(shù)表示。為了給不同規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)提供必要的靈活性,IP的設(shè)計者將IP地址空間劃分為幾個不同的地址類別,地址類別的劃分就針對于不同大小規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)。
A類網(wǎng):網(wǎng)絡(luò)號為1個字節(jié),定義最高比特為0,余下7比特為網(wǎng)絡(luò)號,主機號則有24比特編址。用于超大型的網(wǎng)絡(luò),每個網(wǎng)絡(luò)有16777216(224)臺主機(邊緣號碼如全“0”或全“1”的主機有特殊含義,這里沒有考慮)。全世界總共有128(27)個A類網(wǎng)絡(luò),早已被瓜分完了。
B類網(wǎng):網(wǎng)絡(luò)號為2字節(jié),定義最高比特為10,余下14比特為網(wǎng)絡(luò)號,主機號則可有16比特編址。B類網(wǎng)是中型規(guī)模的網(wǎng)絡(luò),總共有16384(214)個網(wǎng)絡(luò),每個網(wǎng)絡(luò)有65536(216)臺主機(同樣忽略邊緣號碼),也已經(jīng)被瓜分完了。
C類網(wǎng):網(wǎng)絡(luò)號為3字節(jié),定義最高三比特為110,余下21比特為網(wǎng)絡(luò)號,主機號僅有8比特編址。C類地址適用的就是較小規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)了,總共有2097152(221)個網(wǎng)絡(luò)號碼,每個網(wǎng)絡(luò)有256(28)臺主機(同樣忽略邊緣號碼)。
D類網(wǎng):不分網(wǎng)絡(luò)號和主機號,定義最高四比特為1110,表示一個多播地址,即多目的地傳輸,可用來識別一組主機。
如何識別一個IP地址的屬性?只需從點分法的最左一個十進制數(shù)就可以判斷其歸屬。例如,1~126屬A類地址,128~191屬B類地址,192~223屬C類地址,224~239屬D類地址。除了以上四類地址外,還有E類地址,但暫未使用。
對于因特網(wǎng)IP地址中有特定的專用地址不作分配:
(1)主機地址全為“0”。不論哪一類網(wǎng)絡(luò),主機地址全為“0”表示指向本網(wǎng),常用在路由表中。
(2)主機地址全為“1”。主機地址全為“1”表示廣播地址,向特定的所在網(wǎng)上的所有主機發(fā)送數(shù)據(jù)包。
(3)四字節(jié)32比特全為“1”。若IP地址4字節(jié)32比特全為“1”,表示僅在本網(wǎng)內(nèi)進行廣播發(fā)送。
(4)網(wǎng)絡(luò)號127。TCP/IP協(xié)議規(guī)定網(wǎng)絡(luò)號127不可用于任何網(wǎng)絡(luò)。其中有一個特別地址:127.0.0.1稱之為回送地址(Loopback),它將信息通過自身的接口發(fā)送后返回,可用來測試端口狀態(tài)。
2、IPv6地址
IPv6地址的長度為128位,也就是說可以有2的128次方的IP地址,相當于10的后面有38個零;如此龐大的地址空間,足以保證地球上每個人擁有一個或多個IP地址。
(1)IPv6地址類型
在RFC1884中指出了三種類型的IPv6地址,他們分別占用不同的地址空間:
* 單點傳送:這種類型的地址是單個接口的地址。發(fā)送到一個單點傳送地址的信息包只會送到地址為這個地址的接口。
* 任意點傳送:這種類型的地址是一組接口的地址,發(fā)送到一個任意點傳送地址的信息包只會發(fā)送到這組地址中的一個(根據(jù)路由距離的遠近來選擇)
* 多點傳送:這種類型的地址是一組接口的地址,發(fā)送到一個多點傳送地址的信息包會發(fā)送到屬于這個組的全部接口。
(2)IPv6地址表示
對于128位的IPv6地址,考慮到IPv6地址的長度是原來的四倍,RFC1884規(guī)定的標準語法建議把IPv6地址的128位(16個字節(jié))寫成8個16位的無符號整數(shù),每個整數(shù)用四個十六進制位表示,這些數(shù)之間用冒號(:)分開,例如:3ffe:3201:1401:1:280:c8ff:fe4d:db39
希望手工管理IPv6地址的難度太大了,DHCP和DNS的必要性在這里顯得更加明顯。為了簡化IPv6的地址表示,只要保證數(shù)值不變,就可以將前面的0省略。
比如:1080:0000:0000:0000:0008:0800:200C:417A
可以簡寫為:1080:0:0:0:8:800:200C:417A
另外,還規(guī)定可以用符號::表示一系列的0。那么上面的地址又可以簡化為:1080::8:800:200C:417A
IPv6地址的前綴(FP, Format Prefix)的表示和IPv4地址前綴在CIDR中的表示方法類似。比如 0020:0250:f002::/48表示一個前綴為48位的網(wǎng)絡(luò)地址空間。
(3)IPv6地址分配
RFC1881規(guī)定,IPv6地址空間的管理必須符合Internet團體的利益,必須是通過一個中心權(quán)威機構(gòu)來分配。目前這個權(quán)威機構(gòu)就是IANA(Internet Assigned Numbers Authority,Internet分配號碼權(quán)威機構(gòu))。 IANA會根據(jù)IAB(Internet Architecture Board)和IEGS的建議來進行IPv6地址的分配。
目前IANA已經(jīng)委派以下三個地方組織來執(zhí)行IPv6地址分配的任務(wù):
* 歐洲的RIPE-NCC(www.ripe.net)
* 北美的INTERNIC(www.internic.net)
* 亞太平洋地區(qū)的APNIC(www.apnic.net)
|