外功轻功:什么是IP地址

随着电脑技术的逐步普及和因特网技术的迅猛发展，学习因特网、利用因特网已不再是那些腰缠万贯的大款和戴者深度眼睛的专业技术人员的专利，它已作为二十一世纪人类的一种新的生活方式而逐步深入到寻常百姓家。谈到因特网，IP地址就不能不提，因为无论是从学习还是使用因特网的角度来看，IP地址都是一个十分重要的概念，INTERNET的许多服务和特点都是通过IP地址体现出来的。

一、IP地址的概念
我们知道因特网是全世界范围内的计算机联为一体而构成的通信网络的总称。联在某个网络上的两台计算机之间在相互通信时，在它们所传送的数据包里都会含有某些附加信息，这些附加信息就是发送数据的计算机的地址和接受数据的计算机的地址。象这样，人们为了通信的方便给每一台计算机都事先分配一个类似我们日常生活中的电话号码一样的标识地址，该标识地址就是我们今天所要介绍的IP地址。根据TCP/IP协议规定，IP地址是由32位二进制数组成，而且在INTERNET范围内是唯一的。例如，某台联在因特网上的计算机的IP地址为：

11010010 01001001 10001100 00000010

很明显，这些数字对于人来说不太好记忆。人们为了方便记忆，就将组成计算机的IP地址的32位二进制分成四段，每段8位，中间用小数点隔开，然后将每八位二进制转换成十进制数，这样上述计算机的IP地址就变成了：210.73.140.2。

二、IP地址的分类
我们说过因特网是把全世界的无数个网络连接起来的一个庞大的网间网，每个网络中的计算机通过其自身的IP地址而被唯一标识的，据此我们也可以设想，在INTERNET上这个庞大的网间网中，每个网络也有自己的标识符。这与我们日常生活中的电话号码很相像，例如有一个电话号码为0515163，这个号码中的前四位表示该电话是属于哪个地区的，后面的数字表示该地区的某个电话号码。与上面的例子类似，我们把计算机的IP地址也分成两部分，分别为网络标识和主机标识。同一个物理网络上的所有主机都用同一个网络标识，网络上的一个主机（包括网络上工作站、服务器和路由器等）都有一个主机标识与其对应?IP地址的4个字节划分为2个部分，一部分用以标明具体的网络段，即网络标识；另一部分用以标明具体的节点，即主机标识，也就是说某个网络中的特定的计算机号码。例如，盐城市信息网络中心的服务器的IP地址为210.73.140.2，对于该IP地址，我们可以把它分成网络标识和主机标识两部分，这样上述的IP地址就可以写成：

网络标识：210.73.140.0

主机标识： 2

合起来写：210.73.140.2

由于网络中包含的计算机有可能不一样多，有的网络可能含有较多的计算机，也有的网络包含较少的计算机，于是人们按照网络规模的大小，把32位地址信息设成三种定位的划分方式，这三种划分方法分别对应于A类、B类、C类IP地址。

1．A类IP地址

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7位，主机标识的长度为24位，A类网络地址数量较少，可以用于主机数达1600多万台的大型网络。

2．B类IP地址

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，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14位，主机标识的长度为16位，B类网络地址适用于中等规模规模的网络，每个网络所能容纳的计算机数为6万多台。

3．C类IP地址

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21位，主机标识的长度为8位，C类网络地址数量较多，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。

除了上面三种类型的IP地址外，还有几种特殊类型的IP地址，TCP/IP协议规定，凡IP地址中的第一个字节以“lll0”开始的地址都叫多点广播地址。因此，任何第一个字节大于223小于240的IP地址是多点广播地址；IP地址中的每一个字节都为0的地址（“0.0.0.0”）对应于当前主机；IP地址中的每一个字节都为1的IP地址（“255．255．255．255”）是当前子网的广播地址；IP地址中凡是以“llll0”的地址都留着将来作为特殊用途使用；IP地址中不能以十进制“127”作为开头，27．1．1．1用于回路测试，同时网络ID的第一个6位组也不能全置为“0”，全“0”表示本地网络。

三、IP的寻址规则
1.网络寻址规则

A、 网络地址必须唯一。

B、 网络标识不能以数字127开头。在A类地址中，数字127保留给内部回送函数。

C、 网络标识的第一个字节不能为255。数字255作为广播地址。

D、 网络标识的第一个字节不能为“0”，“0”表示该地址是本地主机，不能传送。

2.主机寻址规则

A、主机标识在同一网络内必须是唯一的。

B、主机标识的各个位不能都为“1”，如果所有位都为“1”，则该机地址是广播地址，而非主机的地址。

C、主机标识的各个位不能都为“0”，如果各个位都为“0”，则表示“只有这个网络”，而这个网络上没有任何主机。

四、IP子网掩码概述

1.子网掩码的概念

子网掩码是一个32位地址，用于屏蔽IP地址的一部分以区别网络标识和主机标识，并说明该IP地址是在局域网上，还是在远程网上。

2.确定子网掩码数

用于子网掩码的位数决定于可能的子网数目和每个子网的主机数目。在定义子网掩码前，必须弄清楚本来使用的子网数和主机数目。

定义子网掩码的步骤为：

A、确定哪些组地址归我们使用。比如我们申请到的网络号为 “210.73.a.b”，该网络地址为c类IP地址，网络标识为“210.73”，主机标识为“a.b”。

B、根据我们现在所需的子网数以及将来可能扩充到的子网数，用宿主机的一些位来定义子网掩码。比如我们现在需要12个子网，将来可能需要16个。用第三个字节的前四位确定子网掩码。前四位都置为“1”，即第三个字节为“11110000”，这个数我们暂且称作新的二进制子网掩码。

C、把对应初始网络的各个位都置为“1”，即前两个字节都置为“1”，第四个字节都置为“0”，则子网掩码的间断二进制形式为：“11111111.11111111.11110000.00000000”

D、把这个数转化为间断十进制形式为：“255.255.240.0”

这个数为该网络的子网掩码。

3.IP掩码的标注

A、无子网的标注法

对无子网的IP地址，可写成主机号为0的掩码。如IP地址210.73.140.5，掩码为255.255.255.0，也可以缺省掩码，只写IP地址。

B、有子网的标注法

有子网时，一定要二者配对出现。以C类地址为例。

1.IP地址中的前3个字节表示网络号，后一个字节既表明子网号，又说明主机号，还说明两个IP地址是否属于一个网段。如果属于同一网络区间，这两个地址间的信息交换就不通过路由器。如果不属同一网络区间，也就是子网号不同，两个地址的信息交换就要通过路由器进行。例如：对于IP地址为210.73.140.5的主机来说，其主机标识为00000101，对于IP地址为210.73.140.16的主机来说它的主机标识为00010000，以上两个主机标识的前面三位全是000，说明这两个IP地址在同一个网络区域中，这两台主机在交换信息时不需要通过路由器进行10.73.60.1的主机标识为00000001，210.73.60.252的主机标识为11111100，这两个主机标识的前面三位000与011不同，说明二者在不同的网络区域，要交换信息需要通过路由器。其子网上主机号各为1和252。

2.掩码的功用是说明有子网和有几个子网，但子网数只能表示为一个范围，不能确切讲具体几个子网，掩码不说明具体子网号，有子网的掩码格式(对C类地址):

五、IP的其他事项
1.一般国际互联网信息中心在分配IP地址时是按照网络来分配的，因此只有说到网络地址时才能使用A类、B类、C类的说法；

2.在分配网络地址时，网络标识是固定的，而计算机标识是可以在一定范围内变化的，下面是三类网络地址的组成形式：

A类地址：73.0.0.0

B类地址：160.153.0.0

C类地址：210.73.140.0

上述中的每个0均可以在0~255之间进行变化。

3.因为IP地址的前三位数字已决定了一个IP地址是属于何种类型的网络，所以A类网络地址将无法再分成B类IP地址，B类IP地址也不能再分成C类IP地址。

4.在谈到某一特定的计算机IP地址时不宜使用A类、B类、C类的说法，但可以说主机地址是属于哪一个A类、B类、C类网络了。

通过上面的学习，大家对IP地址肯定有了了解。有了IP地址大家就可以发送电子邮件了，并且可以获得Internet网上的其他信息，例如可以获得Internet上的WWW服务、BBS服务、FTP服务等等。

尽管互联网上联接了无数的服务和电脑，但它们并不是处于杂乱无章的无序状态，而是每一个主机都有惟一的地址，作为该主机在Internet上的唯一标志。我们称为IP地址（Internet Protocol Address）。它是一串4组由圆点分割的数字组成的，其中每一组数字都在0－256之间，如：0－255．0－255．0－255．0－255．0－255；如，202．202．96．33就是一个主机服务器的IP地址。

另一种表示方法摆脱了数字的单调和难记的缺点，用域名DN（Domain Name）来表示，即代表该主机的一个文字名称，如www．lg．com．cn是一家公司主机服务器的域名。DNS（Domain Name System）域名服务器系统将形象的文字型域名翻译成对应的数字型IP地址。通过上述IP，域名DN，域名系统DNS，就把每一台主机在Internet上给予了惟一的定位。

IP地址作用

就像每个电话用户有一个全世界惟一的电话号码一样，Internet中的每一台计算机也有单一的地址。为了使信息能够在Internet上准确快捷地传送到目的地，连接到Internet上的每台计算机必须拥有一个惟一的地址。

为每台计算机指定的地址是一组数字，称为Internet地址或IP地址。通过IP地址，就可以准确地找到连接在Internet上的某台计算机。

当SIP（Session Initiation Protocol，会话初始协议）最初构思时，其定位是将企业从PBX的垄断之中解脱出来，不用支付更高的维护费用，承担昂贵的硬件，或忍受由私有环境分类的有限选项。自从SIP引入以后情况发生了很大改变，但有一点一直没变：大多数企业仍和从前一样，紧紧束缚在昂贵的后端通话服务器上。

一个新的互联网草案：P2P（Peer-to-Peer，对等协议）版本的SIP，将有望改变这种状况。通过丢掉SIP的后端需求，将可以更容易配置安装以更低的成本来运行SIP协议。这将使SIP请求扩展到低端消费市场，并帮助其与P2P互联网电话业务供应商Skype竞争。它还能够扩展大型企业可利用的弹性选项范围。

目前的P2P SIP仍然处于萌芽阶段。虽然在哥伦比亚大学和W＆M学院配置有这个协议，但P2P SIP草案的大部分内容仍未明确，还存在很多问题。例如如何保证一个无需集中授权的固定唯一的名址空间，互联网的e-mail地址最可能成为这个问题的一个选项，但这一论断仍有待验证。悬而未决的还有P2P SIP协议底层的数据库结构，出于SIP客户机的利益，一旦企业需要将代理服务器加入P2P SIP网络之中，数据库结构将很容易变得低效。

很明显该草案会给SIP厂商和业务供应商带来两难的抉择，但厂商会在多大程度上促进或抑制该技术的发展仍不明朗。Cisco系统公司语音技术小组著名工程师和互联网草案的共同创造者之一Cullen Jennings认为：“这是一个寻找问题的技术”。不论对于消费者有什么潜在的寓意，将P2P SIP带进客户机，将有可能减少基础架构和业务供应商用以保持其客户基础的关键成分。

如果P2P成功，它将与Skype供应商直接竞争，会给低端消费业务带来最大冲击，同时还会影响中小规模的企业市场。虽然SIP已获得很多成功，这其中包括被微软、IBM和其他电信运营商采纳，但其日常开支也限制了它在这些市场上的认同度。

由于使用私有的接口，Skype的成功已经迅速引起标准组织褒贬不一的注意。P2P SIP的出现会与Skype的“标准”保持平衡。虽然P2P SIP需要对SIP堆栈进行细微的补充，但由于允许现有SIP设备供应商只通过升级其SIP软件就可完成，这些补充也是名义上的。

不仅最终用户可在很多兼容的软件电话和常规电话之中进行选择，后端终端也能够从竞争中获利。与选择被授权的SkypeOut业务不同，无论Vonage还是MCI，任何SIP业务供应商都可将P2P SIP通话连接到PSTN上。

在企业世界中，P2P SIP目标定位于适当的应用。该协议特别适合需要低廉开支和快速建立的通信应用，例如用户希望进行小规模通信的特别会谈。协议对于中小型的远程办公室和缺少IT员工的公司也具备很大吸引力，通过在少数Wi-Fi电话和热点之间建立P2P SIP，可以为临时应用迅速构建一个通信网络，例如快速响应和新闻突发事件的应用场合。而当大型企业的大型办公场所出现代理故障时，该协议还可作为一种廉价冗余的机制，来保证设备的正常运行。

但由于P2P SIP草案没有关于如何管理VoIP网络的描述，它在企业中大规模的应用还存在疑问。基本上，P2P网络被认为是不具备管理能力的，所以不会有任何真正意义上的管理。市场和开发者都希望P2P系统能具备自管理能力，在任何情况下，起码在单客户机的基础上应该达到这个目标。

P2P SIP原理

P2P SIP草案规范了一个真正的无服务器网络。但很明显，实际上很多P2P网络是混合配置的，拥有用来进行注册和地址空间管理的服务器。Skype就是混合P2P网络的一个典型例子，今天的SIP网络实质上也是一个混合网络。

由于在网络中没有任何服务器，纯P2P网络有望变成规模可变的同时对故障拥有高度抵抗力的网络。但是其性能会成为另一个问题。早期的P2P网络可能会为寻找某个源文件而向多台机器产生搜索查询。即使其中一台返回了正确的结果，其他对等机器还可能在运行查询，这将消耗可贵的CPU周期。同时P2P文件共享网络也以其过度的带宽消耗而闻名，像目前广泛流行的MP3和MPEG共享应用。

P2P SIP采取一些措施来防止这些问题的发生。一个用户在远程节点存储的数据量，目前被限制在节点经过的ID和一个IP地址之间的映射中。甚至好友列表、配置参数和其它参量也被同样存储，但是这些信息不能超过几千字节。

更重要的一点是，与一台设备向所有其他设备盲目发出查询不同的是，查询要求会转交给一台具有搜索细化功能的机器。这是通过一个DHT（Distributed Hash Table，分布式复述列表）实现的，通过每个节点的IP地址产生一个唯一的编码来指向数据。在这种情况下，一般会使用通常用于数字签名的SHA-1复述函数。产生了整个网络的DHT之后，在P2P SIP网络的所有节点中分配DHT，每个节点可维护其中一部分列表。

就象电话号一样~~~每台电脑都有一个IP地址~~而且也不一样~~~就象电话号不能一样是一个道理~~