路由器 <三>
三、IP地址
在可路由的網(wǎng)絡層協(xié)議中，協(xié)議地址必須含有兩部分信息：網(wǎng)絡地址和主機地址。存貯這種信息最明顯的方法是用兩個分離的域，這樣我們必須考慮到兩個域的最大長度，有些協(xié)議(如IPX)就是這樣的，它在小型和中型的網(wǎng)絡里可以工作的很好。
另一種方案是減少主機地址域的長度，如24位網(wǎng)絡地址、8位主機地址，這樣就有了較多的網(wǎng)段，但每個網(wǎng)段內(nèi)的主機數(shù)目很少。這樣一來，對于多于256個主機的網(wǎng)絡，就必須分配多個網(wǎng)段，其問題是很多的網(wǎng)絡給路由器造成了難以忍受的負擔。
IP把網(wǎng)絡地址和主機地址一起包裝在一個32位的域里，有時主機地址部分很短，有時很長，這樣可以有效利用地址空間，減少IP地址的長度，并且網(wǎng)絡數(shù)目不算多。有兩種將主機地址分離出來的方法：基于類的地址和無類別的地址。
1、主機和網(wǎng)關
主機和網(wǎng)關的區(qū)別常產(chǎn)生混淆，這是由于主機意義的轉(zhuǎn)變。在RFC中(1122/3和1009)中定義為：
主機是連接到一個或多個網(wǎng)絡的設備，它可以向任何一個網(wǎng)絡發(fā)送和從其接收數(shù)據(jù)，但它從不把數(shù)據(jù)從一個網(wǎng)絡傳向另一個。
網(wǎng)關是連接到多于一個網(wǎng)絡的設備，它選擇性的把數(shù)據(jù)從一個網(wǎng)絡轉(zhuǎn)發(fā)到其它網(wǎng)絡。
換句話說，過去主機和網(wǎng)關的概念被人工地區(qū)分開來，那時計算機沒有足夠的能力同時用作主機和網(wǎng)關。主機是用戶工作的計算機，或是文件服務器等。現(xiàn)代的計算機的能力足以同時擔當這兩種角色，因此，現(xiàn)代的主機定義應該如此：
主機是連接到一個或多個網(wǎng)絡的設備，它可以向任何一個網(wǎng)絡發(fā)送和從其接收數(shù)據(jù)。它也可以作為網(wǎng)關，但這不是其唯一的目的。
路由器是專用的網(wǎng)關，其硬件經(jīng)過特殊的設計使其能以極小的延遲轉(zhuǎn)發(fā)大量的數(shù)據(jù)。然而，網(wǎng)關也可以是有多個網(wǎng)卡的標準的計算機，其操作系統(tǒng)的網(wǎng)絡層有能力轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。由于專用的路由硬件較便宜，計算機用作網(wǎng)關已經(jīng)很少見了，在只有一個撥號連接的小站點里，還可能使用計算機作為非專用的網(wǎng)關。
2、基于類的地址
最初設計IP時，地址根據(jù)第一個字節(jié)被分成幾類：
0: 保留
1-126: A類(網(wǎng)絡地址:1字節(jié)，主機地址:3字節(jié))
127: 保留
128-191: B類(網(wǎng)絡地址:2字節(jié)，主機地址:2字節(jié))
192-223: C類(網(wǎng)絡地址:3字節(jié)，主機地址:1字節(jié))
224-255: 保留
3、子網(wǎng)劃分
雖然基于類的地址系統(tǒng)對因特網(wǎng)服務提供商來說工作得很好，但它不能在一個網(wǎng)絡內(nèi)部做任何路由，其目的是使用第二層(橋接/交換)來導引網(wǎng)絡中的數(shù)據(jù)。在大型的A類網(wǎng)絡中，這就成了個特殊的問題，因為在大型網(wǎng)絡中僅使用橋接/交換使其非常難以管理。在邏輯上其解決辦法是把大網(wǎng)絡分割成若干小的網(wǎng)絡，但在基于類的地址系統(tǒng)中這是不可能的。為了解決這個問題，出現(xiàn)了一個新的域：子網(wǎng)掩碼。子網(wǎng)掩碼指出地址中哪些部分是網(wǎng)絡地址，哪些是主機地址。在子網(wǎng)掩碼中，二進制1表示網(wǎng)絡地址位，二進制0表示主機地址位。傳統(tǒng)的各類地址的子網(wǎng)掩碼為：
A類：255.0.0.0
B類：255.255.0.0
C類：255.255.255.0
如果想把一個B類網(wǎng)絡的地址用作C類大小的地址，可以使用掩碼255.255.255.0。
用較長的子網(wǎng)掩碼把一個網(wǎng)絡分成多個網(wǎng)絡就叫做劃分子網(wǎng)。要注意的是，一些舊軟件不支持子網(wǎng)，因為它們不理解子網(wǎng)掩碼。例如UNIX的routed路由守護進程通常使用的路由協(xié)議是版本1的RIP，它是在子網(wǎng)掩碼出現(xiàn)前設計的。
上面只介紹了三種子網(wǎng)掩碼：255.0.0.0、255.255.0.0和255.255.255.0，它們是字節(jié)對齊的子網(wǎng)掩碼。但是也可以在字節(jié)中間對其進行劃分，這里不進行詳細講解，請參照相關的TCP/IP書籍。
子網(wǎng)使我們可以擁有新的規(guī)模的網(wǎng)絡，包括很小的用于點到點連接的網(wǎng)絡（如掩碼255.255.255.252，30位的網(wǎng)絡地址，2位的主機地址：兩個主機的子網(wǎng)），或中型網(wǎng)絡（如掩碼255.255.240.0，20位網(wǎng)絡地址，12位主機地址：4094個主機的子網(wǎng)）。
注意DNS被設計為只允許字節(jié)對齊的IP網(wǎng)絡(在in-addr.arpa.域中)。
4、超網(wǎng)(supernetting)
超網(wǎng)是與子網(wǎng)類似的概念--IP地址根據(jù)子網(wǎng)掩碼被分為獨立的網(wǎng)絡地址和主機地址。但是，與子網(wǎng)把大網(wǎng)絡分成若干小網(wǎng)絡相反，它是把一些小網(wǎng)絡組合成一個大網(wǎng)絡--超網(wǎng)。
假設現(xiàn)在有16個C類網(wǎng)絡，從201.66.32.0到201.66.47.0，它們可以用子網(wǎng)掩碼255.255.240.0統(tǒng)一表示為網(wǎng)絡201.66.32.0。但是，并不是任意的地址組都可以這樣做，例如16個C類網(wǎng)絡201.66.71.0到201.66.86.0就不能形成一個統(tǒng)一的網(wǎng)絡。不過這其實沒關系，只要策略得當，總能找到合適的一組地址的。
5、可變長子網(wǎng)掩碼(VLSM)
如果你想把你的網(wǎng)絡分成多個不同大小的子網(wǎng)，可以使用可變長子網(wǎng)掩碼，每個子網(wǎng)可以使用不同長度的子網(wǎng)掩碼。例如：如果你按部門劃分網(wǎng)絡，一些網(wǎng)絡的掩碼可以為255.255.255.0(多數(shù)部門)，其它的可為255.255.252.0(較大的部門)。
6、無類別地址(CIDR)
因特網(wǎng)上的主機數(shù)量增長超出了原先的設想，雖然還遠沒達到232，但地址已經(jīng)出現(xiàn)匱乏。1993年發(fā)表的RFC1519--無類別域間路由CIDR(Classless Inter-Domain Routing)--是一個嘗試
