计算机网络原理与实践 第六章 网络地址IPv4
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ipv4分类依据IPv4地址是互联网中设备的唯一标识符,它们由32位二进制数字组成,通常以点分十进制表示。
根据其特定的范围,IPv4地址可以分为五个主要类别,包括A类、B类、C类、D类和E类。
A类地址是最常见的IPv4地址类型之一,范围从 1.0.0.0到126.255.255.255。
在A类地址中,第一个字节用于网络标识,而剩余的三个字节用于主机标识。
A类地址适用于大型网络,可以容纳数百万台设备。
B类地址范围从128.0.0.0到191.255.255.255,其中前两个字节用于网络标识,而后两个字节用于主机标识。
B类地址通常用于中等规模的网络,可以容纳数千台设备。
第三,C类地址范围从192.0.0.0到223.255.255.255,其中前三个字节用于网络标识,而最后一个字节用于主机标识。
C类地址适用于小型网络,可以容纳数百台设备。
D类地址用于多播(Multicast)通信,范围从224.0.0.0到239.255.255.255。
多播地址用于将数据包发送到一组设备,而不是单个设备。
E类地址是实验性地址,范围从240.0.0.0到255.255.255.255,通常不用于普通网络通信。
E类地址保留供未来使用或特定用途。
除了以上五种主要类别之外,还有一些特殊的保留地址,如私有地址和保留地址。
私有地址范围包括10.0.0.0到10.255.255.255、172.16.0.0到172.31.255.255以及192.168.0.0到192.168.255.255,用于内部网络和局域网之间通信。
保留地址则用于特定目的,如环回地址127.0.0.1用于本地主机通信。
总的来说,IPv4地址根据其特定范围和用途可分为不同类别,每种类别都有其独特的特点和适用范围。
了解这些地址类型有助于网络管理员正确配置网络,并确保网络通信的顺畅进行。
IPv4地址的分类依据是网络通信中至关重要的一部分,对于理解和优化网络性能至关重要。
1.什么是IPV4?互联网协议版本4(英语:Internet Protocol version 4,IPv4)是互联网协议开发过程中的第四个修订版本,也是此协议第一个被广泛部署的版本。
IPv4在IETF于1981年9月发布的RFC 791中被描述,此RFC替换了于1980年1月发布的RFC 760。
IPv4是一种无连接的协议,操作在使用分组交换的链路层(如以太网)上。
此协议会尽最大努力交付分组,意即它不保证任何分组均能送达目的地,也不保证所有分组均按照正确的顺序无重复地到达。
这些方面是由上层的传输协议(如传输控制协议)处理的。
2.什么是IPV6?IPv6(Internet Protocol version 6,互联网通信协定第6版)是被指定为IPv4继任者的下一代互联网协议版本,互联网中最先出现的应用到现在依然占有优势。
这是个用于分组交换互联网络的网络层协议。
3.比较(1)地址IP地址(英语:Internet Protocol Address)是一种在Internet上的给主机编址的方式,也称为网际协议地址。
常见的IP地址,分为IPv4与IPv6两大类。
IPV4:IPv4使用32位(4字节)地址,因此地址空间中只有4,294,967,296(232)个地址。
不过,一些地址是为特殊用途所保留的,如专用网络(约18百万个地址)和多播地址(约270百万个地址),这减少了可在互联网上路由的地址数量。
IPV6:IPv6地址的表达形式一般采用32个十六进制数。
IPv6中可能的地址有2128≈ 3.4×1038个。
也可以考虑为1632个,因为32位地址每位可以取16个不同的值(参考组合数学)。
在很多场合,IPv6地址由两个逻辑部分组成:一个64位的网络前缀和一个64位的主机地址,主机地址通常根据物理地址自动生成,叫做EUI-64(或者64-位扩展唯一标识)(2)格式IPv4地址可被写作任何表示一个32位整数值的形式,但为了方便人类,它通常被写作点分十进制的形式,即四个字节被分开用十进制写出,中间用点分隔。
移动ipv4工作原理移动IPv4(Mobile IP)是一种使移动设备能够在不更改其网络地址的同时进行跨网络移动的协议。
移动IPv4的工作原理如下:1. 移动设备注册:当移动设备连接到网络时,它会向主机所在网络的本地注册代理(Local Registration Agent)发出请求,以获取一个可用的主机地址。
注册代理将为移动设备分配一个主机地址,并将此地址与移动设备的移动IP地址进行映射。
2. 路由更新:注册代理会将移动设备的位置信息(主机地址)通知给主机所在网络的默认路由器(Home Agent),以便路由器可以更新路由表,知道如何将数据包发送到移动设备所在的网络。
3. 外部数据包转发:当外部主机想要向移动设备发送数据包时,数据包会首先被发送到主机所在网络的默认路由器(Home Agent)。
主机的默认路由器会根据路由表中的信息,将数据包转发给注册代理(Care-of Address)。
注册代理通过网络将数据包传输到移动设备。
4. 移动设备数据包传输:移动设备接收到数据包后,它会根据目标地址进行处理。
如果目标地址是自己的移动IP地址,那么移动设备直接将数据包接收处理。
如果目标地址不是自己的移动IP地址,那么移动设备会将数据包转发给预设的默认路由器(Home Agent),再由路由器将数据包发送给目标主机。
5. 路由优化:在移动IPv4中,为了减少数据包经过的路径和减小延迟,一种称为"三角路由"的路由优化机制常被使用。
即当移动设备进行通信时,它可以直接与目标主机进行直接通信,而不经过默认路由器(Home Agent)的中转。
通过以上工作原理,移动IPv4实现了移动设备的跨网络移动而无需更改其网络地址,使移动设备能够在不同网络之间进行通信,并实现了路由优化,提高了传输效率。
IP V 4与IP V 6的比较李 谨Ξ(新疆教育学院数学与信息技术分院,新疆 乌鲁木齐 830043) 摘 要:通过对目前使用的网络通信协议IPv4存在的实际问题的讨论,引入对新一代网络通信协议IPv6的新特性及其应用前景的介绍。
关键词:IPv6;IPv4;网络中图分类号:TP393103 文献标识码:A 文章编号:1008—3588(2004)02-0106-03到目前为止,互联网已取得了巨大的成功,而这很大程度上归功于其核心通信协议IPv4,然而,随着基于Internet 的各种应用的迅猛发展,IPv4也因为各种自身的缺陷而举步维艰。
为了彻底解决IPv4存在的问题,IPv6应运而生。
本文就下表中所列出的IPv4与IPv6的主要差异进行讨论。
IP V 4与IP V 6的主要差异主要差异IP V 4IP V 6地址空间采用128位的IP 地址标识,理论上大约可以容纳314×1038个主机采用32位IP 地址标识,理论上大约可以容纳43亿个主机路由选择效率庞大的路由表增加了路由查找和存储的开销:数据包的报头长度不固定,不利于进一步提高路由器的数据吞吐率采用具有分级结构地址的改进路由结构及简化的报头定长结构和更合理的分段方法,提高了网络的整体吞吐量。
服务质量保证对互联网上涌现的新的业务类型缺乏有效的支持及服务质量保证为服务质量控制提供了良好的网络平台一、IPv4与IPv6的地址空间IPv4协议将每个网络接口长度设定为32位IP 地址标识,这决定了IPv4的地址空间大约理论上可以容纳43亿个主机,这一地址空间难以满足未来移动设备和消费类电子设备对IP 地址的巨大需求量。
加之IPv4协议将IP 地址分成了三类:A 类,用于大型企业;B 类,用于中型企业;C 类,用于小型企业。
A 类、B 类、C 类地址可以标识的网络个数分别128、16384、2097152,每个网络可容纳的主机个数分别16777216、65536、256。
网络基础知识小结之一:理解IPv4地址的含义网络没有地址就不能工作:只要你发送某种东西,你就需要具体说明这个东西要发到哪里和从哪里发出来的。
要做一个高效率的网络工程师或者管理员,你需要全面理解IP地址:你需要能够依靠自己思考。
如果发生了某些问题,很可能是某些地址分配不正确。
迅速查明故障所在位置对于英雄和普通人来说是有很大区别的。
普通人需要很长时间才能修复这个问题。
在下一篇文章介绍子网之前,我想以最原始的格式全面介绍一下IP地址。
这对于理解子网是非常重要的。
IPv4地址和32位数字IP地址只是32位二进制数字。
但是,它们是重要的二进制数字:你需要知道如何处理这些数字。
当处理子网掩码的时候,新的网络管理员一般会混淆他们没有记住的子网掩码。
所有这些子网掩码的总和是移动代表一个“网络”的地址部分与代表一台“主机”的部分之间的界限。
一旦你适应了这种关于IP地址和子网掩码的思维方式,你就掌握了IP地址的方法。
二进制非常简单。
在二进制中,数码只有0和1。
一个32位数码有32个0和1。
我们都适应十进制数码。
在十进制中,数码中的每一个位置都可以是0至9之间的任何一个数字。
在二进制中,每一个位置或者是一个0,或者是一个1。
下面是以二进制表示的255.255.255.0的地址。
11111111.11111111.11111111.00000000为了方便,网络工程师一般把IP地址分为4个8位字段,或者称作8位字节。
在8位数字中,如果所有的字节都设置为1,那么,这个数码等于255。
在上面的地址中,11111111代表255,00000000代表0。
二进制发挥作用的方法是以二次方为基础的。
每一个字节代表一个不同的二次方。
从左手端开始,最有意义的数位,数字以下列方式组成:这个结果是加法。
这就是说,如果所有的字节不变,你可以为每一个位置简单地加2的次方值。
例如,如果我们有一个8位数11111111,我们可以简单地加:27+ 2 6 +2 5 + 2 4 + 23 + 2 2 + 2 1 + 2 0 = 255现在我们设法理解一个不平凡的例子:11110000我们可以看到,在上述8位数中,有4位数是“固定的”。
IPV4联网协议(Internet Protocol)是规范计算机网络中数据传送的一套协议。
目前使用的是IPv4, IPv6在试验阶段。
TCP/IP协议栈(按TCP/IP参考模型划分)应用层FTP SMTP HTTP ...传输层TCP UDP网络层IP ICMP ARP链路层以太网令牌环FDDI ...地址格式IPv4使用32位地址,因此最多可能有4,294,967,296(=232)个地址。
另一方面,目前还并非很流行的IPv6使用的128位地址所采用的位址记数法,在IPv4也有人用,但使用范围更少。
过去IANAIP地址分为A,B,C,D 4类,把32位的地址分为两个部分:前面的部分代表网络地址,由IANA分配,后面部分代表局域网地址。
如在C类网络中,前24位为网络地址,后8位为局域网地址,可提供254个设备地址(因为有两个地址不能为网络设备使用: 255为广播地址,0代表此网络本身) 。
网络掩码(Netmask) 限制了网络的范围,1代表网络部分,0代表设备地址部分,例如C类地址常用的网络掩码为255.255.255.0。
一些特别的IP地址段:127.x.x.x给本机地址使用。
224.x.x.x为多播地址段。
255.255.255.255为通用的广播地址。
10.x.x.x,172.16.x.x和192.168.x.x供本地网使用,这些网络连到互连网上需要对这些本地网地址进行转换。
但由于这种分类法会大量浪费网络上的可用空间,所以新的方法不再作这种区分,而是把用者需要用的位址空间,以2的乘幂方式来拨与。
例如,某一网络只要13个ip位址,就会把一个 16位址的区段给他。
假设批核了 61.135.136.128/16 的话,就表示从61.135.136.129 到 61.135.136.142 的网址他都可以使用。
IP包长IP包由首部(header)和实际的数据部分组成。
数据部分一般用来传送其它的协议,如TCP, UDP,ICMP等。