一、IP地址及其表示方法

       把整个互联网看成一个单一、抽象的网络。所谓IP地址，就是给每个连接在互联网上的主机分配一个在全世界范围内唯一的32bit地址。IP地址的结构使我们可以在Internet上很方便地进行寻址，这就是：先按IP地址的网络号Net-id把网络找到，再按主机号Host-id把主机找到。所以IP地址并不仅表示一个计算机的地址，而且指出了连接到某个网络上的某个计算机。

      1P地址分为5类，即A类到E类。地址的最前端是地址类别标识，下面接着是网络号字段和主机号字段，如图7.3所示。

图7.3    IP地址的5种类型

        常将32bit地址中每8bit用其等效十进制数字表示，并且在这些数字之间加上一个点，这就是点分十进制记法。例如，有下面的1P地址

10000000      00001011     00000011      00011111

        这就是一个B类IP地址。若记为128.11.3.31,显然就方便得多。

二、IP地址与物理地址

       图7.4表示IP地址与物理地址(也可称为硬件地址)的区别，可以看出，IP地址放在IP数据报的首部，而硬件地址则放在MAC帧的首部。在网络层及以上使用的是IP地址，而链路层及以下使用的是硬件地址。在IP层抽象的互联网上，看到的只是IP数据报，而在具体的物理网络的链路层，看到的只是MAC帧。 

图7.4   IP地址与物理地址的区别

三、子网的划分

        现在看来，IPv4中IP地址的设计确实有不够合理的地方。例如，IP地址在使用时有很大的浪费，若某个单位申请到了一个B类地址，该单位只有1万台主机，于是其余五万五千多个主机号就白白地浪费了，因为其他单位的主机无法使用这些号。因此在IP地址中又增加了一个“子网号字段”，子网号字段究竟选多长，由本单位根据情况确定。用子网掩码来区分子网号与主机号的分界线。子网掩码由一连串的“1”和一连串的“0”组成。“1”对应于网络号和子网络号字段；“0”对应于主机号字段。图7.5表示子网掩码的意义。

图7.5     子网掩码的意义

        若一个单位不进行子网划分，则其子网掩码即为默认值，此时子网掩码“1”的长度就是网络号的长度。因此A,B,C类IP地址，其对应的子网掩码默认值分别为255.0.0.0,255.255.0.0,255.255.255.0„

四、地址转换

        上面讲的IP地址是不能直接用来进行通信的。这是因为：

        (1)IP地址只是主机在网络层中的地址，若要将网络层中传送的数据报交给目的主机,还要传到链路层转变成MAC帧后才能发送到网络，而MAC帧使用的是源主机和目的主机的硬件地址。因此必须在IP地址和主机的硬件地址之间进行转换。

        (2)用户平时不愿意使用难以记忆的主机号，而愿意使用易于记忆的主机名字。因此也需在主机名字和IP地址之间进行转换。

        由IP地址到物理地址的转换由地址解析协议(ARP)完成。而由物理地址转换到IP地址使用RARP协议。由主机名字到IP地址的转换用域名系统(DNS)。 

        互联网迅速发展暴露出目前使用的IP协议（IPv4）不适用了。主要的问题是32bitIP地址不够用；另一个原因是它还不适于传递语音和视频等实时性的业务，所以现在已提出下一代的IPv6。它的主要变化是，IPv6使用了128bit的地址空间，并使用了全新的数据报格式，简化了协议，加快了分组的转发，允许对网络资源的预分配和允许协议继续演变，并增加了新的功能等。