计算机应用基础-IP地址和域名获知

Internet通过路由器将成千上万个不同类型的物理网络互联在一起，是一个超大规模的网络，为了使信息能够准确到达Internet上指定的目的节点，必须给Internet上每个节点（主机、路由器等）指定一个全局唯一的地址标识，就像每一部电话都具有一个全球唯一的电话号码一样。在Internet通信中，可以通过IP地址和域名，实现明确的目的地指向。

1.IP地址

IP地址是TCP/IP协议中所使用的网络层地址标识。IP协议主要有IPv4和IPv6两个版本，其最大区别在于地址表示方式不同。目前，Internet广泛使用的是IPv4，若无特别说明，下文中的IP地址均指IPv4地址。

IP地址本质上是一个32位（4字节）的整数。为了便于管理和配置，将IP地址分为四段，每个字节一段，段与段之间用“.”分隔。每个段都采用十进制数表示，表示范围是0～255。例如：192.168.0.1和59.51.78.211都是合法的IP地址。而任何一段中的数值超过0～255，或者不由四段组成，如10.23.2.256和127.0.1，都是非法的IP地址。

IP地址分为网络地址和主机地址两部分。处于同一处网络内的主机，其IP地址中的网络地址部分是相同的，主机地址部分则标识了该网络中的某个具体结点，如工作站、服务器、路由器等。

IP地址分为A、B、C、D、E五类。其中，A、B、C类地址是主类地址，D类地址为组播地址，E类地址为保留地址。下面介绍A、B、C类地址的特点。

如图3-3所示，A类地址的网络地址空间为7位，可提供使用的网络号是27-2=126个。减2的原因是由于网络地址全0的IP地址是保留地址，意思是“本网络”；而网络号为127的地址保留作为本机软件回路测试。A类地址可提供的主机地址为224-2=16 777 214个，减2的原因是主机地址全0表示“本主机”，而全1用于广播地址。A类地址适用于拥有大量主机的大型网络。

B类地址的网络地址空间为14位，可提供使用的网络号是214=16 384个。B类地址每一个网络的最大主机数是216-2=65 534个，一般用于中等规模的网络。

C类地址的网络地址空间为21位，允许221=2 097 152个不同的C类网络。C类地址的每一个网络最大主机数是28-2=254个，用于规模较小的局域网。

图3-3　IP地址的分类

RFC标准文档还规定了两种类型的IP地址：外网地址和内网地址。外网地址也称公网地址，是一种在Internet上使用的IP地址，这类地址不允许出现重复。内网地址也称私网地址，允许在不同企业的局域网内部重复使用，但是不能在Internet上使用。例如，192.168.0.0～192.168.255.255均为C类私网地址。通常，人们在路由器的WAN端口上使用的是外网地址，由因特网服务提供商（ISP，Internet Service Provider）提供；在LAN端口使用的是内网地址，由用户自行指定。

随着Internet的飞速发展，IP地址逐渐匮乏，很难为连接到Internet的每一台主机分配唯一IP地址。因此，在标准分类的IP地址上，又通过增加子网号来灵活分配IP地址，减少IP地址浪费。子网是指在一个IP地址上生成的逻辑网络，它使用源于单个IP地址的IP寻址方案，把一个网络分成多个子网，要求每个子网使用不同的网络号，通过把主机号分成两个部分，为每个子网生成唯一的网络号。20世纪90年代又出现了无类别域间路由技术与NAT网络地址转换技术等对IPv4地址的改进方法。(www.xing528.com)

为了解决IPv4协议的各种问题，人们提出了IPv6协议。IPv6协议包含有效的分级寻址和路由结构、内置的安全机制、支持地址自动配置等新特征。最重要的是，Ipv6采用长达128位的地址长度，可提供2128≈3.4×1038个地址，从而彻底解决了地址短缺的问题。

2.域　名

在Internet上，人们很难记忆以一长串数字表示的IP地址。于是，人们引入了域名系统（DNS，Domain Name System）的概念。

域名（Domain Name）就是用一组由有意义字符组成的名字来代替IP地址，通过为每台主机建立IP地址与域名之间的映射关系，就可以使用域名来唯一标识网上的计算机。域名和IP地址之间的关系类似于人的姓名与身份证号码之间的关系，不同的是，域名在Internet上是唯一的。为了避免重名，域名采用层次结构，各层次的子域名之间用圆点“.”隔开，从右至左分别是顶级域名、二级域名、三级域名、……、主机名（结点名）。例如，中国政府网的域名为“www.gov.cn”，其中cn为顶级域名、gov为二级域名、www为主机名。

国际上，顶级域名采用通用的标准代码，分行业领域和地域两类域名。由于Internet诞生在美国，所以其顶级域名采用行业领域域名，美国以外的其他国家或地区都采用主机所在地的地域名称为顶级域名，例如：cn（中国）、jp（日本）、kr（韩国）、uk（英国）等。表3-1所示为常用一级域名的标准代码。

表3-1　常用一级域名的标准代码

根据《中国互联网络域名注册暂行管理办法》规定，我国的顶级域名是cn，次级域名也分类别域名和地区域名，共计40个。类别域名有：ac表示科研院及科技管理部门，gov表示国家政府部门，org表示各社会团体及民间非营利组织，net表示互联网络，接入网络的信息和运行中心，com表示工商和金融等企业，edu表示教育单位，共6个。地区域名有34个行政区域名，如：bj（北京）、sh（上海）、cq（重庆）、hn（湖南）等。例如：tsinghua.edu.cn是清华大学的一个域名，其中tsinghua是“清华”的英文表示，edu表示教育机构，cn表示中国。

3.DNS原理

域名和IP地址都表示主机的地址，用户可以使用主机的IP地址，也可以使用它的域名，其效果是完全一样的。从域名到IP地址或者从IP到域名的转换，都是由域名解析服务器DNS（Domain Name Server）来完成的。

当用户用域名访问Internet上的某个资源时，必须获得这个域名代表的真正的IP地址。用户可以将需要转换的域名放在一个DNS请求信息中，并将这个请求发送给DNS服务器。DNS从请求中取出域名，将它转换为对应的IP地址，然后在一个应答信息中将结果地址返回给用户。

Internet中的整个域名系统是以一个大型的分布式数据库方式工作的，并不只有一个或几个DNS服务器。大多数具有Internet连接的组织都有一个域名服务器。每个服务器包含连向其他域名服务器的信息，这些服务器形成一个大的协同工作的域名数据库。这样，即使第一个处理DNS请求的DNS服务器没有域名和IP地址的映射信息，它依旧可以向其他DNS服务器提出请求，无论经过几步查询，最终会找到正确的解析结果，除非这个域名不存在。