第36章TCP/IP协议基础5.IP地址与路由IPv4的IP地址长度为4字节，通常采用点分十进制表示法（dotteddecimalrepresentation）例如0xc0a80002表示为192.168.0.2。Internet被各种路由器和网关设备分隔成很多网段，为了标识不同的网段，需要把32位的IP地址划分成网络号和主机号两部分，网络号相同的各主机位于同一网段，相互间可以直接通信，网络号不同的主机之间通信则需要通过路由器转发。过去曾经提出一种划分网络号和主机号的方案，把所有IP地址分为五类，如下图所示（该图出自HYPERLINK"../拷给小宋/LinuxC编程一站式学习/html-chunk/bi01.html"\l"bibli.tcpip"\o"TCP/IPIllustrated,Volume1:TheProtocols"[TCPIP]）。图36.9.IP地址类A类0.0.0.0到127.255.255.255B类128.0.0.0到191.255.255.255C类192.0.0.0到223.255.255.255D类224.0.0.0到239.255.255.255E类240.0.0.0到247.255.255.255一个A类网络可容纳的地址数量最大，一个B类网络的地址数量是65536，一个C类网络的地址数量是256。D类地址用作多播地址，E类地址保留未用。随着Internet的飞速发展，这种划分方案的局限性很快显现出来，大多数组织都申请B类网络地址，导致B类地址很快就分配完了，而A类却浪费了大量地址。这种方式对网络的划分是flat的而不是层级结构（hierarchical）的，Internet上的每个路由器都必须掌握所有网络的信息，随着大量C类网络的出现，路由器需要检索的路由表越来越庞大，负担越来越重。针对这种情况提出了新的划分方案，称为CIDR（ClasslessInterdomainRouting）。网络号和主机号的划分需要用一个额外的子网掩码（subnetmask）来表示，而不能由IP地址本身的数值决定，也就是说，网络号和主机号的划分与这个IP地址是A类、B类还是C类无关，因此称为Classless的。这样，多个子网就可以汇总（summarize）成一个Internet上的网络，例如，有8个站点都申请了C类网络，本来网络号是24位的，但是这8个站点通过同一个ISP（Internetserviceprovider）连到Internet上，它们网络号的高21位是相同的，只有低三位不同，这8个站点就可以汇总，在Internet上只需要一个路由表项，数据包通过Internet上的路由器到达ISP，然后在ISP这边再通过次级的路由器选路到某个站点。下面举两个例子：表36.1.划分子网的例子1IP地址140.252.20.688CFC1444子网掩码255.255.255.0FFFFFF00网络号140.252.20.08CFC1400子网地址范围140.252.20.0~140.252.20.255表36.2.划分子网的例子2IP地址140.252.20.688CFC1444子网掩码255.255.255.240FFFFFFF0网络号140.252.20.648CFC1440子网地址范围140.252.20.64~140.252.20.79可见，IP地址与子网掩码做与运算可以得到网络号，主机号从全0到全1就是子网的地址范围。IP地址和子网掩码还有一种更简洁的表示方法，例如140.252.20.68/24，表示IP地址为140.252.20.68，子网掩码的高24位是1，也就是255.255.255.0。如果一个组织内部组建局域网，IP地址只用于局域网内的通信，而不直接连到Internet上，理论上使用任意的IP地址都可以，但是RFC1918规定了用于组建局域网的私有IP地址，这些地址不会出现在Internet上，如下表所示。10.*，前8位是网络号，共16,777,216个地址172.16.*到172.31.*，前12位是网络号，共1,048,576个地址192.168.*，前16位是网络号，共65,536个地址使用私有IP地址的局域网主机虽然没有Internet的IP地址，但也可以通过代理服务器或NAT（网络地址转换）等技术连到Internet上。除了私有IP地址之外，还有几种特殊的IP地址。127.*的IP地址用于本机环回(loopback)测试，通常是127.0.0.1。loopback是系统中一种特殊的网络设备，如果发送数据包的目的地址是环回地址，或者与本机其它网络设备的IP地址相同，则数据包不会发送到网络介质上，而是通过环回设备再发回给上层协议和应用程序，