TCP/IP通訊協定及網路架構研析

三、IP網路架構概述

IP功能概述

　　正如上節所述，網際協定（IP），是整個網際網路的中心協定，它的功能包括：
　（一）定義資料包。資料包（datagram）是網際網路中，傳送資料的基本單位。
　（二）執行資料包的分解及重組。當資料包，經過不同類的網路時，閘道中的IP模組，可能需要把資料包，分成較小塊的資料。
　（三）定義定址方式。網際網路位址（Internet Address，或稱為IP Address），用來明確區分，網際網路中各主機的所在位址。
　（四）決定資料包到遠地主機的路徑。稱為Path Routing。

　　其中的前兩點，己於上一小節中介紹過了，以下將介紹IP位址的定義方式。至於網際網路中的路徑架構、及尋找路徑的方式，將在下一章中介紹。

IP的定址方式

　　IP利用資料包的形式，在主機間移動資料。資料包的來源位址、和目的位址，包含在資料頭中。此位址是一32位元的數字，通常我們以點號分開4成個位元組來表示之，並且寫成十進位數，以方便閱讀（如128.6.4.7）。

　　由於IP位址，必須明確的代表某一網路中的某一主機，所以必須包含有兩個部份。第一個部份指定網路，第二部份再指定此網路中的某一台主機。由於實際上，各地區的網路，可能有大有小（大的如學校機構，小的如私人公司），所以位址的範圍，有三種不同的設定：

　（一）如果IP位址的第一個位元是0，我們稱之為A等級（Class A）的網路位址。

Class A的網路位址格式

此種Class A位址的第一個位元，指定等級，其後七個位元指定網路，最後二十四個位元指定主機。也就是說，IP位址屬於1.1.1.1到126.254.254.254的，都是Class A（原本應為0.0.0.0到127.255.255.255，但是0.0.0.0和127.0.0.0兩組，以及所有的位元組值0及255，都被保留成其它用途，將在後面解釋），而每一組Class A的網路，都可以容納數百萬台主機。

　（二）如果IP位址的前兩個位元是10，我們稱之為B等級 （Class B）的網路位址。

圖3-11　Class B的網路位址格式

這些位址的特性，是前兩個位元指定等級，其後十四個位元指定網路，最後八個位元指定主機。也就是說IP位址，屬於128.1.0.0到191.254.254.254的，都是Class B，而每一組B等級網路，都可以容納64,516台主機。

　（三）如果IP位址的前三個位元是110，我們稱之為C等級 （Class C）的網路位址。

圖3-12　Class C的網路位址格式

這些位址的特性是，前三個位元指定等級，其後二十一個位元指定網路，最後八個位元指定主機。也就是說，IP位址屬於192.1.1.1到223.254.254.254的都是Class C。每一組Class C網路，可以容納254台主機。

　　其它的 IP 位址（前三位元為 111，也就是大於 223）是保留位址，目前尚未定義。

　　並不是所有的網路位址、或主機位址，都可以拿來使用。有兩個A等級網路位址（0和127），被保留做特殊用途。網路0指的是「預設路徑」（default route），而用來簡化IP必須處理的路徑資訊。網路127是「繞回位址」（lookback address）。IP主機位址中所有的位元，都設定為0時，指的是網路本身；而IP主機位址中所有的位元都設定為1時，指的是廣播位址，用來向一個網路上的所有主機，同時發送訊息。