IPアドレスの構造(転載)

分類アドレス(ネットワークID +ホストID)

最初に定義されたインターネットアドレスの構造は、各ユニキャストIPアドレスは、ネットワーク部分、ネットワークに見出すことができるインタフェースを識別するためのIPアドレスを有する場合、およびネットワーク部分を識別するためのホストアドレスは次式で与えられます。特定のホストのネットワーク。したがって、アドレスビットのいくつかは、連続ネットワーク番号と呼ばれ、連続ビットの残り数がホストと呼ばれています。
上記分類方法に基づいて、ネットワーク番号とホスト番号の長さのIPv4アドレスは、5つのカテゴリーに分けられます。A、B、Cのクラスは、デバイスインターフェース、および他の特別な状況のために割り当てられたアドレスを用いてインターネット(ユニキャストアドレス)として使用されます。クラスは、最初のいくつかのアドレスによって定義される:0クラスAに、10クラスBに、110は、クラスC、クラスD 1110、クラスE 1111です。マルチキャスト用のクラスDアドレス、Eは、アドレスタイプを禁じます。以下のように分類:

 

 

 

 

 

 

したがって、分割されたIPv4のアドレス空間をクリックして分類を描くことができます。

 

 

 

 

 

 

 

これは、アドレス空間が唯一の理論的な分割された、実際にいくつかのアドレスは、通常、特に最初のアドレスブロックに、ユニキャストアドレスとして使用されていないと最後のアドレスは、通常使用されていませんがあります。
特性およびこのIPアドレスの構造分類の欠点は、明らかであろう、例えば、クラスAのネットワークアドレスの数が少ないが、複数のホスト、クラスCのネットワークアドレスよりホストのより少ない数の数は、多くの場合、ホストネットワーク番号の数をもたらしました完全にIPアドレスリソースの利用率が低く、その結果、割り当てられていません。IPv4アドレスリソースがこんなに早く枯渇傾向があることが、見てさらに細分化し、IPアドレスの方法が避けられなくなってきました。

サブネットアドレス指定(細分化ホストID)

最初の分類に対処するこの問題はより顕著であるLAN(ローカルエリアネットワーク、LAN)、1980年代初頭の開発で、インターネットに接続され、新たなネットワークセグメントに新しい番号を割り当てることは非常に困難です。この問題を解決するためには、インターネットへのサイトアクセス後にネットワーク番号を割り当てるための方法を考えるのが自然である、その後、さらにサブネットローカルサイトの管理者の数で割りました。すなわち、ネットワークベースのルーティングコアを変更することなく破壊することができるように、サブネットワークのホスト数にネットワーク番号+ホストの数、ホストの数が+数の初期設定に基づきます。この方法は、サブネットアドレス指定と呼ばれています。
サブネットIPアドレス制限のネットワーク部分は、もともとホストの一部であった変化に対処するが、これだけサイト自体のために、インターネットの残りの部分はまだだけで、従来のA〜Eのネットワークを参照されません。本質的には、サブネットアドレス指定の構造のためのIPアドレスは、追加の部品が追加されますが、それはアドレスの長さを増加させません。したがって、サイト管理者の数の間のサブネットフレキシブル区分当たりサブネットとホストの数の他の部位との調整を必要とせずに期待することができます。
この柔軟性を提供するコストに対処サブネットは、コストを増大させます。現在のサブネットフィールドとホストフィールドは、サイトではなく、ネットワーク番号によって指定されたために、すべてのルータとホストがアドレスと場所のサブネット一部のホスト部分を決定するための新しい方法を必要とサイトの分類によって決定されます。サブネットが発生する前に、この情報は、単に、クラスA、クラスB、クラスCのアドレスを知っている、ネットワーク番号から直接得ることができます。


サブネットマスク

ビット割り当てによって使用されるサブネットマスク(サブネットマスク)がホストまたはルータであり、ネットワークがホストから対応するIPアドレスとサブネット情報を取得する方法を決定します。IPは、同じ長さに対応するIPアドレスをマスクサブネット(IPv4の32ビットで、IPv6は128ビットです)。形式は次のとおりです。

 

 

マスクは、開始とIPアドレスのネットワーク/サブネット部分の端部を決定するために、ルータとホスト、ホストによって使用されます。サブネットマスクは1に設定されているデータグラムの転送のための基礎として結合IPアドレスのビットアドレスへのネットワーク/サブネット部分相当し、結果の対応する位相を示しています。対照的に、サブネット・マスクが0に設定されているホスト番号一部としてIPアドレスの対応するビットを示します。図示のように:

 

 

 

IPアドレスとサブネットを決定する境界ルータニーズの情報であるアドレスを、ルーティングするためのネットワーク/サブネット識別子(接頭辞)を形成した後、サブネットマスクビット。サイト外のルータは、アドレスのみのネットワーク番号部分に基づいてルーティング決定を行うためにため、インターネットルーティングシステムの残りの部分は、サブネットマスクを認識しない、それがネットワーク/サブネットまたはホスト部分を必要としません。したがって、サブネットマスクは純粋にサイト内のローカルの問題です。

可変長サブネットマスク

きめの細かいサブネットの出現は、上位にネットワークをマスクIPアドレス資源の利用率を向上させます。サイトに割り当てられたネットワーク番号は、さらに、同じサイズを割り当てられた複数のサブネットに分割することができ、それぞれのサブネットは、ネットワーク管理者の合理的な要求に応じてホストの同じ数をサポートすることができます。複雑なネットワーク環境において、このようにして、IPアドレスリソースまたは少なから廃棄物はありません。私たちは自然であること、可変長を聞かせて、ネットワークのサブネットマスクの制限を緩和すると思うので、同じサイトの別の部分に、長さの異なるサブネットマスクは同じネットワーク番号に適用されます。が、これは、アドレス構成管理の複雑さを増大させるだけでなく、異なるサブネットがホストの異なる数を収容することができるので、サブネット構造の柔軟性を向上させます。これは、ネットワーク番号を分割する可変長サブネットマスク(可変長サブネットマスク、VLSM)であるので、各支持そのサブネットホストの異なる数。VLSMサブネットは、IPは、この高度な技術への対応、可能なマルチレベルのサブネットを作り、アドレッシング階層化することができ、ネットワーク管理者が最も効果的に既存のアドレス空間を利用するためにサブ分割し、持つことができます。

クラスレスドメイン間ルーティングおよびルーティング重合

1990年代初頭には、IPv4のアドレス枯渇の危機を緩和するためのリソースをサブネットアドレス指定の導入後、インターネットは顔に問題のより深刻なスケールを始めました。主に以下の三つの分野で:
・1994年までに、クラスBアドレスの半分以上が割り当てられています。クラスBアドレスは、1995年に期待されている疲れ程度になります
。・32ビットのIPv4アドレスは2000年代初頭にインターネットの予想サイズを満たすためには不十分と考えられている
子供とグローバルルーティングテーブル(ネットワークへの各番号に相当)・エントリの数をパフォーマンスがによって影響されるルーティングネットワークの出現速く成長
IPv6が最初の二つの問題に対処するために考え出され、他の2つの問題のために、より緊急ですして、何のドメイン間ルーティングとルート集約のコンセプトはされて入ってきません。

クラスレスドメイン間ルーティング

为了帮助换件IPv4地址的压力,分类寻址方案通常使用一个类似VLSM的方案,扩展Internet路由系统以支持无类别域间路由(Classless InterDomain Routing,CIDR)。CIDR对原来用于分配A类、B类和C类地址的有类别路由选择进程进行了重新构建。CIDR用若干位长的前缀取代了原来IP地址结构中对网络部分的限制,这提供了一种方便的分配连续地址范围的方式。

前缀

使用CIDR,未经过预定义的任何地址范围可作为一个类的一部分,但需要一个类似于子网掩码的掩码,有时也称为CIDR掩码。CIDR掩码不再局限于一个站点,而对于全球性路由系统都是可见的。因此,除了网络号之外,核心Internet路由器必须能解释和处理这种掩码。这个数字组合称为网络前缀,它用于IPv4和IPv6地址管理。
消除一个IP地址中网络号和主机号的预定义分隔,将使更细粒度的IP地址分配范围称为可能。与分类寻址类似,地址空间分割成块最容易通过数值连续的地址来实现,以便用于某种类型或某些特殊用途。一个n位的前缀是一个IP地址的前n个位的预定义值。对于IPv4,n(前缀长度)的值通常在范围0~32,对于IPv6则是0~128。它通常被追加到基本IP地址,并且后面跟着一个/字符。如图所示:

 

 

 

采用前缀概念的另一个原因是,早期的分类寻址方案易于被这个方案覆盖。
CIDR建立于“超级组网”的基础上,超级组网可看作是子网划分的逆过程。子网划分时,从IP地址的主机部分借位,将其合并至网络部分;而在超级组网中,则是将网络部分的某些位合并进主机部分。

路由聚合

通过取消分类结构的IP地址,能分配各种尺寸的IP地址块。但这样做只是进一步提高了IP地址的划分细粒度,而并没有减少路由表的条目数。路由聚合通过将相邻的多个IP前缀合并成一个短前缀(称为一个聚合或汇聚),可以覆盖更多地址空间。
例如,三个IP地址:190.154.27.0/26,190.154.27.64/26,190.154.27.192/26,其二进制表示如下:

 

190.154.27.0/26和190.15427.64/26的26位前缀中只有最后一位不同,因此这两个IP地址可以聚合为190.154.27.0/25。
路由汇聚提高了路由选择的效率,降低了对路由器内存的要求(路由表条目数减少),且当重新计算路由表或检索路由表条目,即对路由表进行分析以找出前往目标IP地址的路径时,降低了所需的CPU周期(也就是时间)。

IP地址从最初的分类寻址方式逐渐改进,增加了子网掩码,再到对有类别的路由进行重新构建,放弃了早期的有类别路由,改用无类别域间路由,都是为了更有效地利用IP地址资源。这些技术虽然大部分是为了应对IPv4地址资源不足而提出的,但对于IPv6也同样适用。这一系列技术使得IPv4的生存时间延长,但其32位的地址空间只能分配约43亿个IP地址,随着物联网等概念的兴起,接入Internet的设备将不仅仅只局限于传统意义上的计算机,且数量将大幅增加。因此IPv6的提出才是从根本上解决IP地址资源短缺的方案。

原文链接https://blog.csdn.net/qq_37653144/article/details/80344833

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転載: www.cnblogs.com/cyx-b/p/11832251.html