7.3.1 IP地址
1.IP地址的概念
为了识别互联网络中的每台计算机和网络设备,需要一种能够将每台计算机和网络设备区分开的方式。在Internet上采用IP地址来达到这一目的。
IP地址是一个人为设计的32位二进制数的数字编号。例如一台计算机的IP地址可以写成如下的形式:11000000 10101000 00000001 00000001。计算机和网络中的设备就是用这样的地址来进行相互识别的。显然,这样的地址给网络的用户使用是不合适的,因为它不便于记忆和理解。于是人们提出了一种称为点分十进制的IP地址表示方法。IP地址的点分十进制表示法用四个十进制数表示IP地址,每个数的取值范围为0~255,数字中间用点号“.”隔开,如前面提到的那个IP地址可以表示成:192.168.1.1。
由于同一个IP地址只能分配给Internet中唯一的一台主机,需要规范IP地址的结构:IP地址由网络号和主机号组成,其中网络号用于识别网络,主机号用于识别该网络中的主机,具体格式为:IP地址=网络地址+主机地址,如表7-1所示。
表7-1 IP地址结构
基本的IP地址分为A、B、C三类。三类地址的区别仅在于网络号与主机号所用的数字位数不同,也即对应的网络和主机个数不同。其中A类IP地址适用于拥有大量主机的网络,B类IP地址适用于中等规模的网络,而C类IP地址适用于小规模的网络。不同网络中的主机的网络号不同,而同一网络中的计算机则具有相同的网络号,它们是由因特网信息中心统一分配的;但同一网络中不同主机的主机号则不能相同,它们是由各局域网络自己分配的,这就保证了IP地址的单一性。
IP地址网络号中A类为一个字节共8位,B类为两个字节共16位,C类为三个字节共24位;
IP地址主机号中A类为三个字节共24位,B类为两个字节共16位,C类为一个字节共8位。如表7-2所示。
表7-2 不同类型的IP地址比较
IP地址构成了整个Internet的基础,每一台联网的计算机无权自行设定IP地址,由一个统一的机构——IANA负责对申请的组织分配唯一的网络ID;而该组织可以对自己的网络中的每一个主机分配一个唯一的主机ID,正如一个单位无权决定自己在所属城市的街道名称和门牌号,但可以自主决定本单位内部的各个办公室编号一样。
2.静态IP与动态IP
IP地址是一个32位二进制数的地址,理论上讲,有大约40亿(2的32次方)个可能的地址组合,这似乎是一个很大的地址空间。实际上,根据网络ID和主机ID的不同位数规则,可以将IP地址分为A(7位网络ID和24位主机ID)、B(14位网络ID和16位主机ID)、C(21位网络ID和8位主机ID)三类。由于历史原因和技术发展的差异,A类地址和B类地址几乎分配殆尽,目前能够供全球各国各组织分配的只有C类地址。所以说IP地址是一种非常重要的网络资源。
而对于大多数拨号上网的用户,由于其上网时间和空间的离散性,为每个用户分配一个固定的IP地址(静态IP)是不可取的,这将造成IP地址资源的极大浪费。因此这些用户通常会在每次拨通ISP(Internet服务供应商,目前国内主要有电信、网通和铁通等)的主机后,自动获得一个动态的IP地址,该地址当然不是任意的,而是该ISP申请的网络ID和主机ID的合法区间中的某个地址。拨号用户任意两次连接时的IP地址很可能不同,但是在每次连接时间内IP地址不变。