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木子屋

标题: IP地址

作者: admin

日期: 2006-06-28 10:26 AM

分类: 网络技术

内容: 一、IP地址的历史和现状
1、IP地址的历史沿革
（1）早期IP地址：自从1969年美国国防部授权ARPANET进行互联网的试验，就宣告了互联网的诞生，IP地址也随之启用。开始时，由于主机数量很少，IP地址主要用于区分不同主机，人们对IP地址的使用相当自由，但随着主机的增多，这种现象的很多弊端也显露出来，随着许多分类协议逐步被推出，这种现象也在逐渐改观，这阶段使用的IP地址可称为早期IP地址。
（2）IPv4地址：1982年，DCA和ARPA网制订了网络传输控制协议(TCP)和网际协议(IP)，这个协议组一般被简称为TCP/IP协议，TCP/IP缔造了未来的网络通讯模式。基于TCP/IP协议，因特网开始使用IPv4地址，32比特，通常用４个点分十进制数表示。它主要由两部分组成：一部分是用于标识所属网络的网络地址；另一部分是用于标识给定网络上的某个特定的主机的主机地址。为了给不同规模的网络提供必要的灵活性，IP的设计者将IP地址空间划分为几个不同的地址类别，地址类别的划分就针对于不同大小规模的网络。
（3）IPv6地址：随着互连网发展速度的不断加快，无论是CIDR技术还是NAT转换技术，都无法阻止IPv4地址资源的耗尽，对下一代IP协议中足够大的IP地址空间的要求已迫在眉睫。为了满足互联网日益膨胀的地址需求，IETF（Internet Engineering Task Force互联网工程专门工作组）从1994年7月开始经过多年的研究后提出了IP协议的下一版本IPv6，目前人们已经开始了对IPv6地址的推行和局部应用。IPv6地址的128位（16个字节）写成8个16位的无符号整数，每个整数用四个十六进制位表示，这些数之间用冒号（：）分开，为了简化，只要保证数值不变，就可以将前面的0省略，另外，还规定可以用符号：：表示一系列的0。
2、IP地址的现状
（1）IP地址的分布现状
由于IPv4地址的分配采用的是“先到先得，按需要分配”的原则，互联网在全球各个国家和各个国家内的各个区域的发展又是极不均衡的，这就势必造成大量IP地址资源集中分布在某些发达国家和各个国家的某些发达地区的情况。全球可提供的IPv4地址大约有40多亿个，估计在未来5年间将被分配完毕；而我国的情况更加严峻，我国网民已突破1亿，而截止去年年底，我国总共申请到的IPv4的地址仅仅6000万左右。
IPv6地址的分配情况也呈现出严重的分布不均衡迹象。从1999年，RIR(互联网资源分配区域性权威机构)开始分配IPv6地址，截止2004年6月，全球已分配的606块地址中，美国、日本、德国、荷兰、英国五个国家分配的地址总数占全球总数的48%，中国却只有11块，仅占1.8%。而据信息产业部电信研究院最新的数据显示，截止2004年11月，全球已分配的IPv6的725块地址中，美国99块、日本73块、德国72块，而中国只有14块。
（2）IP地址的应用现状
由于IP地址分布的极不均衡，使得真正应用中就出现了部分国家和某些国家部分区域的不够用的现状，这也就出现了IP地址资源跨区域交易的现象。
尽管人人都明白IPv4地址的资源已经越来越匮乏了，IP协议从IPv4过渡到IPv6已经是历史必然，Ipv6地址也已经从1999年开始分配，目前IPv6的实验网6Bone已经遍布全球，但目前的现状，全球各国几乎全部使用的还是IPv4地址，现有的几乎每个网络及其连接设备都支持IPv4。因此要想短期内就完成从IPv4到IPv6的转换是不切实际的。IPv6必须能够支持和处理IPv4体系的遗留问题，可以预见，IPv4向IPv6的过渡需要相当长的时间才能完成。

二、IP地址的基础知识
1、什么是IP地址？
IP地址是人们在Internet上为了区分数以亿计的主机而给每台主机分配的一个专门的地址，通过IP地址就可以访问到每一台主机。
IP地址由4部分数字组成，每部分数字对应于8位二进制数字，各部分之间用小数点分开，如某一台主机的IP地址为：211.152.65.112 。
2、IP地址管理机构
Internet IP地址由NIC（Internet Network Information Center）统一负责全球地址的规划、管理；同时由Inter NIC、APNIC、RIPE等网络信息中心具体负责美国及全球其它地区的IP地址分配。
APNIC负责亚太地区，我国申请IP地址要通过APNIC，申请时要考虑申请哪一类的IP地址，然后向国内的代理机构提出。
下面列出部分互联网络信息管理中心，供广大网友参考。机构代码
机构全称
服务器地址
负责区域

INTERNIC
互联网络信息中心
whois.internic.net
美国及其他地区

APNIC
亚洲与太平洋地区网络信息中心
whois.apnic.net
东亚、南亚、大洋洲

RIPE
欧州IP地址注册中心
whois.ripe.net
欧洲、北非、西亚地区

CNNIC
中国互联网络信息中心
Whois.cnnic.net.cn
中国（除教育网内）

CERNIC
中国教育与科研计算机网网络信息中心
whois.edu.cn
中国教育网内

TWNIC
台湾互联网络信息中心
whois.twnic.net
台湾

JPNIC
日本互联网络信息中心
whois.nic.ad.jp
日本

KRNIC
韩国互联网络信息中心
whois.krnic.net
韩国

LACNIC
拉丁美洲及加勒比互联网络信息中心
whois.lacnic.net 拉丁美洲及加勒比海诸岛
ARIN 美国Internet号码注册中心 whois.arin.net 北美、撒哈拉沙漠以南非洲
3、IP地址分类
1）、IP地址分为固定IP地址和动态IP地址。
固定IP地址，也可称为静态IP地址，是长期固定分配给一台计算机使用的IP地址，一般是特殊的服务器才拥有固定IP地址。
动态IP地址是因为IP地址资源非常短缺，通过电话拨号上网或普通宽带上网用户一般不具备固定IP地址，而是由ISP动态分配给暂时的一个IP地址。普通人一般不需要去了解动态IP地址，这些都是计算机系统自动分配完成的。
2）、IP地址分为公有IP地址和私有IP地址。
公有地址（Public address，也可称为公网地址）由Internet NIC（Internet Network Information Center因特网信息中心）负责。这些IP地址分配给注册并向Internet NIC提出申请的组织机构。通过它直接访问因特网，它是广域网范畴内的。
私有地址（Private address，也可称为专网地址）属于非注册地址，专门为组织机构内部使用，它是局域网范畴内的，出了所在局域网是无法访问因特网的。
留用的内部私有地址目前主要有以下几类：
* A类：10.0.0.0--10.255.255.255
* B类：172.16.0.0--172.31.255.255
* C类：192.168.0.0--192.168.255.255
4、IP地址作用
1）、区分数以亿计的主机而分配的专门地址，所以他的主要作用是为了区别不同的主机。
2）、IP地址从字面看，它具有定位的作用，他的定位原则取决于它的分配原则，IP地址查询就是基于此。
三、IPv4地址和IPv6地址
Internet依靠TCP/IP协议，在全球范围内实现不同硬件结构、不同操作系统、不同网络系统的互联。在Internet上，每一个节点都依靠惟一的IP地址互相区分和相互联系。每个IP地址都包含两部分：网络ID和主机ID，网络ID标识在同一个物理网络上的所有宿主机，主机ID标识该物理网络上的每一个宿主机，于是整个Internet上的每台计算机都依靠各自惟一的IP地址来标识。IP地址构成了整个Internet的基础，从网络的层次结构考虑，一个IP地址必须指明两点：1）属于哪个网络，2）是这个网络中的哪台主机，于是，IP地址的格式为：网络号、主机号。
下面我简要说明一下现行的IPv4地址和正在推行的IPv6地址的相关基础知识。
1、IPv4地址
目前因特网使用的地址都是IPv4地址，32比特，通常用4个点分十进制数表示。为了给不同规模的网络提供必要的灵活性，IP的设计者将IP地址空间划分为几个不同的地址类别，地址类别的划分就针对于不同大小规模的网络。
Ａ类网：网络号为1个字节，定义最高比特为０，余下７比特为网络号，主机号则有24比特编址。用于超大型的网络，每个网络有16777216（224）台主机（边缘号码如全“0”或全“1”的主机有特殊含义，这里没有考虑）。全世界总共有128（27）个Ａ类网络，早已被瓜分完了。
Ｂ类网：网络号为2字节，定义最高比特为10，余下14比特为网络号，主机号则可有16比特编址。Ｂ类网是中型规模的网络，总共有16384（214）个网络，每个网络有65536（216）台主机（同样忽略边缘号码），也已经被瓜分完了。
Ｃ类网：网络号为3字节，定义最高三比特为110，余下21比特为网络号，主机号仅有8比特编址。Ｃ类地址适用的就是较小规模的网络了，总共有2097152（221）个网络号码，每个网络有256（28）台主机（同样忽略边缘号码）。
Ｄ类网：不分网络号和主机号，定义最高四比特为1110，表示一个多播地址，即多目的地传输，可用来识别一组主机。
如何识别一个IP地址的属性？只需从点分法的最左一个十进制数就可以判断其归属。例如，1～126属Ａ类地址，128～191属Ｂ类地址，192～223属Ｃ类地址，224～239属Ｄ类地址。除了以上四类地址外，还有Ｅ类地址，但暂未使用。
对于因特网IP地址中有特定的专用地址不作分配：
（1）主机地址全为“0”。不论哪一类网络，主机地址全为“0”表示指向本网，常用在路由表中。
（2）主机地址全为“1”。主机地址全为“1”表示广播地址，向特定的所在网上的所有主机发送数据包。
（3）四字节32比特全为“1”。若IP地址４字节32比特全为“1”，表示仅在本网内进行广播发送。
（4）网络号127。TCP/IP协议规定网络号127不可用于任何网络。其中有一个特别地址：127．0．0．1称之为回送地址（Loopback），它将信息通过自身的接口发送后返回，可用来测试端口状态。
2、IPv6地址
IPv6地址的长度为128位，也就是说可以有2的128次方的IP地址，相当于10的后面有38个零；如此庞大的地址空间，足以保证地球上每个人拥有一个或多个IP地址。
（1）IPv6地址类型
在RFC1884中指出了三种类型的IPv6地址，他们分别占用不同的地址空间：
* 单点传送：这种类型的地址是单个接口的地址。发送到一个单点传送地址的信息包只会送到地址为这个地址的接口。
* 任意点传送：这种类型的地址是一组接口的地址，发送到一个任意点传送地址的信息包只会发送到这组地址中的一个（根据路由距离的远近来选择）
* 多点传送：这种类型的地址是一组接口的地址，发送到一个多点传送地址的信息包会发送到属于这个组的全部接口。
（2）IPv6地址表示
对于128位的IPv6地址，考虑到IPv6地址的长度是原来的四倍，RFC1884规定的标准语法建议把IPv6地址的128位（16个字节）写成8个16位的无符号整数，每个整数用四个十六进制位表示，这些数之间用冒号（：）分开，例如：3ffe:3201:1401:1:280:c8ff:fe4d:db39
希望手工管理IPv6地址的难度太大了，DHCP和DNS的必要性在这里显得更加明显。为了简化IPv6的地址表示，只要保证数值不变，就可以将前面的0省略。
比如：1080:0000:0000:0000:0008:0800:200C:417A
可以简写为：1080:0:0:0:8:800:200C:417A
另外，还规定可以用符号::表示一系列的0。那么上面的地址又可以简化为：1080::8:800:200C:417A
IPv6地址的前缀（FP, Format Prefix）的表示和IPv4地址前缀在CIDR中的表示方法类似。比如 0020:0250:f002::/48表示一个前缀为48位的网络地址空间。
（3）IPv6地址分配
RFC1881规定，IPv6地址空间的管理必须符合Internet团体的利益，必须是通过一个中心权威机构来分配。目前这个权威机构就是IANA（Internet Assigned Numbers Authority，Internet分配号码权威机构）。 IANA会根据IAB（Internet Architecture Board）和IEGS的建议来进行IPv6地址的分配。
目前IANA已经委派以下三个地方组织来执行IPv6地址分配的任务：
* 欧洲的RIPE-NCC（www.ripe.net）
* 北美的INTERNIC（www.internic.net）
* 亚太平洋地区的APNIC（www.apnic.net）

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