初期段階で分類されたIP
インターネットの初期には、機密 IP アドレスが使用されていました。つまり、0.0.0.0 ~ 255.255.255.255ABCDEの5つのカテゴリに分かれています。
クラス A アドレス空間は IP の総数の 50% を占めており、最初の位置を に固定しました0。
クラス B アドレス空間は IP の総数の 25% を占め、最初の 2 桁を に固定します10。
クラス C アドレス空間は IP 全体の 12.5% を占め、上位 3 つを固定します110。
クラス D アドレス空間は IP の総数の 6.25% を占めており、最初の 4 桁を固定しました1110。
クラス E アドレス空間は IP の総数の 6.25% を占めており、最初の 4 桁を修正しました1111。
各タイプの IP アドレスの割合に応じて、各タイプの IP アドレスの先頭をより簡単に思い出すことができます。バイナリでは、各ビットは 0 と 1 の 2 つの形式しかありません。ツリー図を使用すると想像できます。左から右 (最上位ビットから最下位ビット) に、IP アドレスは 0 と 1 に従って層ごとに分岐します。 1、カテゴリ A ～ E に従って特定のブランチを見つけます。
IP アドレスの機能に応じて、IP アドレスの構成はネットワーク番号 + ホスト番号の 2 層構造に分けることができます。
これは次のように記録できます。IP 地址 ::= {<网络号>，<主机号> }(「::=」は「として定義されている」を意味します) ネットワーク番号はホストが存在するネットワークを見つけるために使用され、ホスト番号はローカル ネットワークからホストを見つけるために使用されます。
この時点で、最初の部分がネットワーク番号、最後の部分がホスト番号であるという問題が発生します。ネットワーク番号とホスト番号の境界は何ですか? ネットワーク番号はどこで終わりますか? ホスト番号はどこから始まりますか?
IP アドレスは次のように定義されます。
クラス A アドレス: 最初のバイト (最初の 8 ビット) がネットワーク番号として使用されます。
クラス B アドレス: 最初の 2 バイト (最初の 16 ビット) はネットワーク番号として機能します。
クラス C アドレス: 最初の 3 バイト (最初の 24 ビット) はネットワーク番号として機能します。
ルール上、さらに下位に分割するとホスト番号が存在しないため、クラス D、クラス E、クラス ABC にはいくつかの違いがあります。
3 つのカテゴリ ABC はユニキャスト アドレス、クラス D はマルチキャスト アドレス、クラス E は予約アドレスです。
IP アドレスの各タイプの先頭とIP アドレスの分類に基づいて、IP アドレスがどのタイプに属するか、ネットワーク番号が何であるか、ホスト番号が何であるかを判断できます。
ただし、注意すべき点は次のとおりです。
- クラス A IP アドレスで使用可能なネットワーク番号の数は です
2^7-2 = 126。特殊な用途を持つ 2 つのネットワーク番号である 0 と 127 はすべて削除する必要があります。 - ホスト番号の「すべて 0」はIP ネットワークのネットワーク アドレスを表すために使用されるため、IP アドレスのタイプごとに割り当て可能なホスト番号の数も 2 減らす必要があります。「すべて 1」はブロードキャスト アドレスを表すために使用されます。これら 2 つの場合の IP アドレスは、通常、使用のために割り当てられません。
したがって、
クラス A IP アドレスの使用可能なネットワーク アドレス範囲は 1.0.0.1 ～ 127.255.255.254、
クラス B IP アドレスの使用可能なネットワーク アドレス範囲は 128.0.0.1 ～ 191.255.255.254、
クラス C IP の使用可能なネットワーク アドレス範囲は、アドレスは 192.0.0.1-223.255.255.254 です。
ABCDE に従って分類するとリソースの無駄が発生しますが、この分類では 32 ビット IP アドレスにおいて、ネットワーク番号とホスト番号の境界が分割される状況は の 3 つだけです8+24 16+16 24+8。これは、組織がネットワーク番号を割り当てられた後にネットワークを申請する場合、その名前の下で割り当て可能なホストの数を割り当てることができる状況は 3 つだけであることを意味します2^24-2 2^16-2 2^8-2。
組織が中規模企業の場合、選択された最小数 (カテゴリ C) は 254 ですが、これでは十分ではない可能性があります。選択された最大数 (カテゴリ A) は使用されず、多くのアイドル状態のホスト番号が発生します。中間の数は、を選択した場合（カテゴリーB）、6万件以上あり、これも無駄になります。
次のように考えることもできます。最小限の状況 (カテゴリ C を申請する) を選択し、さらに多くのネットワーク番号を申請する場合、ホスト番号は適切である可能性があります。しかし、このままではどの中小企業もそう思っており、カテゴリーCは配分不足に陥ることになる。
言い換えれば、IP アドレスの「段階値」が大きすぎるため、組織に割り当てられたネットワーク番号の多くが使用されずに無駄になってしまいます。
そのため、「階調値」の精度をより小さく調整する必要があります。
クラスレスアドレッシングCIDR
CIDR コンパイル方法は誕生し、現在でも使用されており、広く採用されています。
このアドレス指定方法の正式名は、Classless Inter-Domain Routing (CIDR) です。
以前の分類されたアドレス指定と区別するために、CIDR では「ネットワーク番号」の代わりに「ネットワーク プレフィックス」という言葉が使用されます。つまり、IP地址 ::={<网络前缀>,<主机号>}ネットワーク プレフィックスの桁数は8 16 240 ～ 32 の整数に制限されなくなりました。 . .
CIDR は「スラッシュ表記」を使用します。つまり、IP アドレスの後にスラッシュを追加し/、スラッシュの後にネットワーク プレフィックスの桁数を示す数字を追加します。例:
128.14.35.7/20。これは、バイナリ IP アドレスの最初の 20 桁がネットワーク プレフィックスで、最後の 12 桁がホスト番号であることを意味します。
CIDR 表記では、IP アドレス (128.14.35.7) とネットワーク プレフィックスの数 (/20) の両方を書き出す必要があります。
同じネットワーク プレフィックスにある IP アドレスは、「CIDR アドレス ブロック」を形成します。CIDRアドレスブロックの最小アドレスはホスト番号がすべて0の場合であり、最大アドレスは当然ホスト番号がすべて1の場合となります。ネットワーク アドレスとしてすべて 0、ブロードキャスト アドレスとしてすべて 1 のホスト番号を
引き続き使用します。CIDR アドレス ブロック内の使用可能なアドレスの数も 2 減らす必要があります。
CIDR アドレス ブロックの割り当てを容易にするために、通常はホスト番号がすべて 0 の IP アドレス (最小アドレス) を使用し、その後、CIDR アドレス ブロックの代表としてネットワーク プレフィックスの桁数を付加します。
CIDR アドレッシングでは、ネットワーク番号とホスト番号の分割がより柔軟になり、IP アドレスが適切に利用されます。
コンピューターは、CIDR アドレス ブロック (ホスト番号がすべて 0 の場合の IP アドレス) を決定するためにスラッシュ表記を使用しませんが、32 ビットのアドレス マスクを使用して IP アドレスとビットごとの AND 演算を実行します。これは、よく聞くことです。 .サブネットマスク。(たとえば、一般的な 255.255.255.0)
名前が示すように、マスクはマスクのように見える数値の集まりであり、その有用性を理解するにはバイナリに変換する必要があります。
ネットワーク アドレスは、バイナリ マスクとバイナリ IP アドレスに対してビットごとの AND 演算を実行することで取得できます。
AND 演算 1&0 = 0 を理解する必要があります。
ビット単位の AND 演算は、数値を 2 進数に変換し、対応する位置で AND 演算を実行することです。01&11=01
IP アドレス: 128.14.35.7
サブネット マスク: 255.255.255.192
をバイナリに変換します (8 ビットごとにドットで区切られています.。読みやすさを考慮して、ネットワーク プレフィックスとホスト番号を別々に書きます):
IP アドレス:サブネット10000000.00001110.0010 0011.00000111
マスク コード:11111111.11111111.1111 0000.00000000
サブネットマスクはすべて 1 で、その後はすべて 0 なので、IP アドレスの 1 の位置に対応する番号だけを保持し、次の番号を 0 に変更する必要があります。(これがマスクの意味です。マスクと同じように、1 の部分は透明で 0 の部分は覆われます。) したがって、最終
的な変換結果は次のようになります。10000000.00001110.0010 0000.00000000128.14.32.0/20
网络前缀+主机号IP アドレスの形式は であり、サブネット マスクの機能はネットワーク アドレスを決定することであるため、そのバイナリ形式は前部がすべて 1、後部がすべて 0 でなければならないことがわかります。各バイトは次のようにする必要があります。いくつかあるうちの 1 つです。
255 254 252 248 240 224 192 128 0
私たちがよく知っているサブネット マスクは10 進数255.255.255.0です11111111.11111111.11111111.00000000。機密アドレス指定の観点からは、クラス C IP のサブネット マスクです。最初の 24 桁がネットワーク番号、最後の 8 桁がホスト番号です。同様に、クラス AB IP アドレスのサブネット マスクが次のとおり
であることもわかります。したがって、ABC クラス IP のサブネット マスクは固定です。255.0.0.0255.255.0.0
現在、私たちは IP アドレスを表すために次の 2 つの形式をよく使用します。
- スラッシュ表記
192.112.0.1/20 - マスク表記:
IP：192.112.0.1 + 子网掩码：255.255.255.192
最後に、なぜネットワーク アドレス (ホスト番号はすべて 0) について話し続けるのでしょうか?
ルータがパケットを転送するときにホスト番号を考慮すると、ルーティング テーブルの数が大幅に増加し、ルーティング テーブルを参照する時間が長くなります。ルーターがネットワーク プレフィックスのみを考慮するようにすると、検索時間が大幅に短縮されます。