17 - 01 - 17 计算机网络（07）（IP协议）

 

网络层的任务：为数据在网络中选择一条合适的路径叫做选路。也可以译作路由或者路由选择。

IP协议：是网路层很重要的协议，IP协议的数据转发是典型的分组交换方式，IP的协议数据单元叫做叫做IP数据报，每个IP

数据报都带有接收方的地址，路由器根据这个地址转发IP数据报，再通过各种奇妙路径传送。IP是无连接的协议，IP数据报产生后立即发送，不需要首先与接收方建立连接。

IP协议又是一种尽力而为的协议，不保证可靠送到。可靠传输的任务由运输层TCP协议负责。

IP地址要解决的第一个问题是 如何在世界范围内表示一台计算机。网络中的计算机应该有一个全球唯一的编号

数据链路层中的物理层不能使用，IP协议制定这个地址：IP地址。

 

IP是怎样实现网络互连的？各个厂家生产的网络系统和设备，如以太网、分组交换网等，它们相互之间不能互通，

不能互通的主要原因是因为它们所传送数据的基本单元（技术上称之为“帧”）的格式不同。

IP协议实际上是一套由软件程序组成的协议软件，它把各种不同“帧”统一转换成“IP数据报”格式，这种转换是因特网的一个最重要的特点，使所有各种计算机都能在因特网上实现互通，即具有“开放性”的特点。

  那么，“数据报”是什么？它又有什么特点呢？数据报也是分组交换的一种形式，

就是把所传送的数据分段打成“包”，再传送出去。但是，与传统的“连接型”分组交换不同，它属于“无连接型”，

是把打成的每个“包”（分组）都作为一个“独立的报文”传送出去，所以叫做“数据报”。

这样，在开始通信之前就不需要先连接好一条电路，各个数据报不一定都通过同一条路径传输，所以叫做“无连接型”。

这一特点非常重要，它大大提高了网络的坚固性和安全性。Internet上的每台主机(Host)都有一个唯一的IP地址。

IP协议就是使用这个地址在主机之间传递信息，这是Internet 能够运行的基础。IP地址的长度为32位(共有2^32个IP地址)，分为4段，每段8位，

用十进制数字表示，每段数字范围为0～255，段与段之间用句点隔开。例如159.226.1.1。IP地址可以视为网络标识号码与主机标识号码两部分，

因此IP地址可分两部分组成，一部分为网络地址，另一部分为主机地址。IP地址分为A、B、C、D、E5类，它们适用的类型分别为：大型网络；中型网络；小型网络；

多目地址；备用。常用的是B和C两类。          以前使用IP把地址分类为：ABCDE 黑五类，现在不用了，现在最常用的是：无分类域间选路（CIDR,Classless Inter-Domain Routing）网络号与主机号的长度不再固定，可以自由划分。

不过我们还是要了解：

对于一个IP地址，计算机和路由器必须知道网络号 和 主机号的长度才能正常工作。

   一个A类IP地址是指， 在IP地址的四段号码中，第一段号码为网络号码，剩下的三段号码为本地计算机的号码。如果用二进制表示IP地址的话，A类IP地址就由1字节的网络地址和3字节主机地址组成，网络地址的最高位必须是“0”。A类IP地址中网络的标识长度为8位，主机标识的长度为24位，A类网络地址数量较少，有126个网络，每个网络可以容纳主机数达1600多万台  A类IP地址的子网掩码为255.0.0.0

一个B类IP地址是指，在IP地址的四段号码中，前两段号码为网络号码。如果用二进制表示IP地址的话，B类IP地址就由2字节的网络地址和2字节主机地址组成，网络地址的最高位必须是“10”。B类IP地址中网络的标识长度为16位，主机标识的长度为16位，B类网络地址适用于中等规模的网络，有16384个网络，每个网络所能容纳的计算机数为6万多台。B类IP地址的子网掩码为255.255.0.0

一个C类IP地址是指，在IP地址的四段号码中，前三段号码为网络号码，剩下的一段号码为本地计算机的号码。如果用二进制表示IP地址的话，C类IP地址就由3字节的网络地址和1字节主机地址组成，网络地址的最高位必须是“110”。C类IP地址中网络的标识长度为24位，主机标识的长度为8位，C类网络地址数量较多，有209万余个网络。适用于小规模的局域网络，每个网络最多只能包含254台计算机。C类IP地址的子网掩码为255.255.255.0

 

D类IP地址在历史上被叫做多播地址(multicast address)，即组播地址。在以太网中，多播地址命名了一组应该在这个网络中应用接收到一个分组的站点。多播地址的最高位必须是“1110”，范围从224.0.0.0到239.255.255.255。

例如在192.168.0.0，255.255.255.0这样的网段中，网络号是192.168.0.0，广播地址是192.168.0.255。因此，在一个局域网中，能配置在计算机中的地址比网段内的地址要少两个（网络号、广播地址），这些地址称之为主机地址。在上面的例子中，主机地址就只有192.168.0.1至192.168.0.254可以配置在计算机上了。

(目前IPv4的地址已经发放没了地址空间的不足必将妨碍互联网的进一步发展。为了扩大地址空间，拟通过IPv6重新定义地址空间。IPv6采用128位地址长度)

私有地址   

 上面提到IP地址在全世界范围内唯一，看到这句话你可能有这样的疑问，像192.168.0.1这样的地址在许多地方都能看到，并不唯一，这是为何？Internet管理委员会规定如下地址段为私有地址，私有地址可以自己组网时用，但不能在Internet网上用，Internet网没有这些地址的路由，有这些地址的计算机要上网必须转换成为合法的IP地址，也称为公网地址，这就像有很多的世界公园，每个公园内都可命名相同的大街，如香榭丽舍大街，但对外我们只能看到公园的地址和真正的香榭丽舍大街。下面是A、B、C类网络中的私有地址段。你自己组网时就可以用这些地址了。    10.0.0.0～10.255.255.255    172.16.0.0～172.131.255.255    192.168.0.0～192.168.255.255