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第三层IP协议和路由功能的介绍上( 二 )

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我们已经知道IPv4只能支持32位（8字节）的地址长度，因此所能分配的地址数目也是有限的，大致相当于4,294,967,296，即2的32次方 。当然，在IP协议最早开始使用的时候，这个数字还是相当可观的，但是随着近几年全球范围内计算机网络的爆炸性增长，可以使用的IPv4地址空间已经越来越有限 。虽然目前可以暂时采用类似操作系统虚拟内存的虚拟地址技术，但是还是不能缓解日益增长的压力 。因此，为了从根本上解决IP地址空间不足的问题，提供更加广阔的网络发展空间，人们对IPv4进行改进，推出功能更加完善和可靠的IPv6 。
网络地址
由于受到网线电气性能上的局限，计算机网络一般都是由一些单独的网段组成 。路由器和网桥等网络设备则被用来连接不同的网段 。除了使用网线在物理上划分网络之外，还可以使用更高层次的软件协议来划分子网 。子网不仅可以与物理网段一一对应，还可以跨网段划分 。
即使不划分子网，任何IP网络上的主机都属于一个由网络地址决定的对等网络（多宿主主机因为具有多块网卡可以同时属于多个对等网络） 。具有相同网络地址上的主机既可以位于同一个物理网段也可以分散在不同的地方，通过网络地址组合在一起，可以方便相互之间进行通讯 。
网络地址和IP地址非常相似，但是我们不能把两者混为一谈 。网络地址由主机的IP地址和网络类型决定 。例如，对于10.0.0.1这个主机地址，默认情况下最左边的8位代表网络地址，其它各位为0，即网络地址为10.0.0.0 。
我们在下表中给出了A、B和C类网络的网络地址划分方法 。因为D和E类网络只用于网络治理目的，我们在这里就不进行说明了 。


子网
除了由主机地址和网络类型决定的网络地址之外，IP协议还支持用户根据自己网络的实际需要，创建子网络 。子网与网络地址相结合，不仅可以把位于不同物理位置的主机组合在一起，还可以通过分离要害设备或者优化数据传送等措施提高网络安全性能，降低网络流量 。
子网掩码
子网一个最显著的特征就是具有子网掩码 。与IP地址相同，子网掩码的长度也是32位，也可以使用十进制的形式 。例如，以下二进制形式的子网掩码
11111111111111111111111100000000
采用十进制的形式为：255.255.255.0
掩码规则
子网掩码既不能作为IP地址使用，也不同单独存在，必须结合IP地址一起使用 。子网掩码的作用就是对IP地址进行划分，形成扩展网络地址和主机地址两部分 。
一个有效的子网掩码由两部分组成，分别是左边的扩展网络地址位（用数字1表示）和右边的主机地址位（用数字0表示） 。象下面这两个子网掩码都是无效的 。
00000000000000000000000000000000
11111111111111111111111111111111
扩展网络地址由我们上文所讲的基本网络地址和多出的子网地址组成 。通过使用子网地址可以在主机地址空间内划分出一部分地址位作为子网络的地址 。举例来说，一个小型企业计划使用192.168.1.0网络建立企业内部网，并且希望为不同的部门分配不同的网段，这就需要使用子网掩码对网络进行划分 。我们已经知道这是一个C类网络，网络地址为24位，假如要对其进行分段，必须要求扩展网络地址的位数超过24 。例如，假如我们决定使用25位的子网掩码255.255.255.128，就会创建两个新的子网络，而原先用于主机的地址位则会相应减少 。具体可见下表：
假如我们在主机地址中取两位作为子网掩码，可以创建4个子网；假如取三位作为子网掩码，可以建立8个子网，按此类推 。用户可以根据需要创建子网数和每个子网上可以连接的主机数权衡决定设置多少位的子网掩码 。

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