1第 5章 Internet
5.3 IP地址与域名
5.3.1 IP地址
5.3.2 子网划分
5.3.3 IPv6
5.3.4 域名机制
5.3.5 域名解析
2第 5章 Internet
5.3.1 IP 地址
1,IP地址结构和编址方案
IP 地址是按照 IP 协议规定的格式，为每一个正式接入
Internet 的主机所分配的、供 全世界标识的唯一 通信地址。
现有两个版本,IPv4（ 4.0版，通常称为 IP地址）
IPv6（ 6.0版）
IP地址用 32位二进制编址，分为四个 8位组，由网络号 netid和
主机号 hostid两部分构成。 根据网络规模,IP的编址方案将 IP地
址分为 A到 E五类，其中 A,B,C类称为基本类,用于主机地址,D
类用于组播,E类为保留不用。如图 5.11所示。
三类 IP地址空间分布为,A类网络共有 126个,B类网络共有
16000多个,C类网络共有 200多万个 。
3第 5章 Internet
5.3.1 IP 地址
0
10
110
网络号( 7 位) 主机号( 24 位)
网络号( 14 位) 主机号( 16 位)
网络号( 21 位 ) 主机号( 8 位)
1110 广播地址
1111 保留地址
A 类
1 2
1 2 3
1 2 3 4
1 2 3 4 5
7 8 32
32
32
32
32
1
1 2 3 4 5
B 类
C 类
D 类
E 类
1 5 1 6
2 3 2 4
8 16 24 32
图 5.11 IP地址编址方案
4第 5章 Internet
5.3.1 IP 地址
2,IP地址表示方式
每 8位一组用十进制表示，并利用点号分割各部分，用
此种方法表示的 IP地址范围为 0.0.0.0到 255.255.255.255。
地址类 网络标识范围 特殊 IP 说明
A 0 ~ 1 2 7 0, 0, 0, 0 保留，作为本机
0, x, x, x 保留，指定本网中的某个主机
1 0, x, x, x,供私人使用的保留地址
1 2 7, x, x, x 保留用于回送，在本地机器上进行测试和实现进程
间通信。发送到 127 的分组永远不会出现在任何网络上。
B 1 2 8 ~ 1 9 1 1 7 2, 1 6, x, x - 1 7 2, 3 1, x, x,供私人使用的保留地址
C 1 9 2 ~ 2 2 3 1 9 2, 1 6 8, 0, x - 1 9 2, 1 6 8, 2 5 5, x,供私人使用的保留地址，常用
于局域网中
D 2 2 4 ~ 2 3 9 用于广播 传送至多个目的地址用
E 2 4 0 ~ 2 5 5 保留地址
2 5 5, 2 5 5, 2 5 5, 2 5 5 用于对本地网上的所有主机进行广播，地
址类型为有限广播
注,
? 网络号, 主机号，主机号全为 0 用于标识本网络，将 IP 地址的主机号字段置为全 0 即可指
明一个网络的地址，如 1 0 6, 0, 0, 0 （一个 A 类网络地址）。
? 网络号, 主机号，主机号全为 1 用于在特定网上广播，地址类型为直接广播，如 1 0 6, 1, 1, 1
用于在 106 段的网络上向所有主机广播。
表 5-6 IP地址范围及说明
5第 5章 Internet
5.3.1 IP 地址
3,我国现有 IPv4总数
截止到 2004年 6月 30日，按地区划分我国 IPv4数量情况如下：
我国大陆 IPv4地址总数为,49421824个，折合 2A+242B+30C；
台湾地区 IPv4地址总数为,13476096个，折合 205B+161C；
香港特区 IPv4地址总数为,5516288个，折合 84B+44C；
澳门特区 IPv4地址总数为,126976个，折合 1B+240C。
其中,A,B,C为地址类型,A,B,C字母前的数字表示有几个该种类型的
地址。
6第 5章 Internet
5.3.2 子网划分
1,子网和主机
图 5.12显示了一个 B类地址的子网地址表示方法。此例中,B类
地址的主机地址共 16位，用它的高 7位作为子网地址，主机地址的
低 9位作为每个子网的主机号。
子网地址
1 0 网 络地址 主机地址
0 1 16 318 24
( a ) 划分子网前
1 0 网 络地址 主 机地址
0 1 16 318 2422
( b ) 划分子网后
B 类
B 类
7 位 9 位
图 5.12 B类地址子网划分
7第 5章 Internet
5.3.2 子网划分
假定原来的网络地址为 128.10.0.0，划分子网后，
128.10.2.0表示第 1个子网；
128.10.4.0表示第 2个子网；
… …
在这个方案中，最多可以有 27-2=126个子网（不含全 0和全
1的子网，因为路由协议不支持全 0或全 1的子网掩码，全 0和全
1的网段都不能使用）。每个子网最多可以有 29-2=510台主机
（不含全 0和全 1的主机）。
子网地址的位数没有限制（但显然不能是 1位，其实 1位的
子网地址相当于并未划分子网，主机地址也不能只保留 1位），
可由网络管理人员根据所需子网个数和子网中主机数目确定。
8第 5章 Internet
5.3.2 子网划分
2,网络掩码
在数据的传输中，路由器必须从 IP数据报的目的 IP地址中分
离出网络地址，才能知道下一站的位置。 为了分离网络地址，就
要使用网络掩码。
网络掩码为 32位二进制数值，分别对应 IP地址的 32位二进制
数值。对于 IP地址中的网络号部分在网络掩码中用,1”表示，对
于 IP地址中的主机号部分在网络掩码中用,0”表示。
A类地址的网络掩码为,255.0.0.0
B类地址的网络掩码为,255.255.0.0
C类地址的网络掩码为,255.255.255.0
9第 5章 Internet
5.3.2 子网划分
划分子网后，将 IP地址的网络掩码中相对于子网地址的
位设置为 1，就形成了 子网掩码，又称子网屏蔽码,它可从 IP
地址中分离出子网地址，供路由器选择路由。换句话说，子
网掩码用来确定如何划分子网。
如前面图 5.12所示的例子,B类 IP地址中主机地址的高 7
位设为子网地址，则其子网掩码为 255.255.254.0。
获取网络地址, 将网络掩码与 IP地址按二进制位做逻辑“与”运
算
获取主机地址, 将掩码反码与 IP地址按二进制位做逻辑“与”运
算
网络掩码主要有两大作用：
⑴ 充分利用 IP地址，减少地址空间浪费。它可将一个网段划
分为多个子网段，便于网络管理。
⑵ 便于网络设备尽快地区分本网段地址和非本网段的地址。
10第 5章 Internet
5.3.3 Ipv6
随着网络的迅猛发展，全球数字化和信息化步伐的加快，越
来越多的设备、电器、各种机构、个人等加入到争夺 IP地址的
行列中,IPv4地址资源的匮乏,促使了 IPv6的产生。
IPv6是下一代网络的核心协议,它在下一代网络的演进中，
在基础设施、设备服务、媒体应用、电子商务等方面将形成具
有巨大潜力的产业。 Ipv6对我国也具有非常重要的意义。
由于政府的大力支持，我国各主要航空公司已经开始建立
IPv6网络，我国进入 IPv6的预定时期在 2005年，为了达到这个
目标，将投资超过一亿六千九百万美元，预计中国将在 2010年
之前成为世界上最大的 IPv6网络之一。
11第 5章 Internet
5.3.3 Ipv6
1,Ipv6的特点
Ipv6是 IP的下一个版本，它主要有五个特点：
（ 1）地址尺寸（ Address Size）。按照 IPv6标准，在地球表
面的每一个平方米面积内，可以容纳 6?1023个地址。
（ 2）自动配置（ Automatic Configure）。支持无状态和有状
态两种地址自动配置方式，是区别于 IPv4的一个重要特性。
（ 3）头部格式（ Header Format）。简化了报头，减少了路
由表长度。
（ 4）可扩展的协议（ Extensible Protocol）。增强了选项和
扩展功能，具有更高的灵活性和更强的功能。
（ 5）服务质量（ QoS）
（ 6）内置的安全特性（ Security）
12第 5章 Internet
5.3.3 Ipv6
2,IPv6地址空间分配
IPv6的地址空间被划分为若干大小不等的地址块，其初始
划分情况如表 5-7所示。其中格式前缀（ FP,Format Prefix）指
地址的高 n位部分，, n 为整数并可变，格式前缀
标识了地址所属类型。
目前，初始划分只划定了约 15%的地址空间，还有大部分地
址尚未分配，以备将来使用。
103 ?? n
13第 5章 Internet
格式前缀 用法 份额 格式前缀 用法 份额
0000 0000 保留（嵌入 IPv4的 IPv6地址） 1/256 101 未分配 1/8
0000 0001 未分配 1/256 110 未分配 1/8
0000 001 为 OSI网络服务访问点（ NSAP）地址分配保留 1/128 1110 未分配 1/16
0000 010 为网络互联包交换（ IPX）地址分配保留 1/128 1111 0 未分配 1/32
0000 011 未分配 1/128 1111 10 未分配 1/64
0000 1 未分配 1/32 1111 110 未分配 1/128
0001 未分配 1/16 1111 1110 0 未分配 1/512
001 可聚集全球单播地址 1/8 1111 1110 10 链路本地地址 1/1024
010 未分配 1/8 1111 1110 11 站点本地地址 1/1024
011 未分配 1/8 1111 1111 组播地址 1/256
100 未分配 1/8
表 5-7 IPv6的地址分配
14第 5章 Internet
5.3.3 Ipv6
3,IPv6地址类型
在 IPv6中，地址不是赋给某个结点，而是赋给结点上的具体接口。
根据接口和传送方式的不同,IPv6地址有以下 三种类型,
（ 1）单播地址。标识单个接口，数据报将被传送至该地址标识的接口上。
其中最主要一种为可聚集全球单播地址（ Aggregatable Global Unicast
Address），是 IPv6为点对点通信设计的一种具有分级结构的地址。
（ 2）任意播地址。标识一组接口（一般属于不同节点），数据报将被传送
至该地址标识的接口之一（根据路由协议度量距离选择“最近”的一个）。
（ 3）组播地址。标识一组接口（一般属于不同节点），数据报将被传送至
有该地址标识的所有接口上。以,11111111”开始的地址即标识为组播地址。
15第 5章 Internet
5.3.3 Ipv6
4,特殊 IPv6地址
（ 1）未指定地址。即全, 0”地址,0:0:0:0:0:0:0:0或,:。它不
能分配给任何节点。它的一个应用示例是初始化主机时，在主机未
取得自己的地址以前，可在它发送的任何 IPv6包的源地址字段放上
未指定地址。
（ 2）回送地址。 0:0:0:0:0:0:0:1或,:1为回送地址，它不能作
为一种资源地址分配给任何一个物理接口，只能用作对自身发送数
据包，主要用于测试软件和配置。类同于 IPv4地址中的 127.0.0.1。
（ 3）嵌入 IPv4的 IPv6地址。将 IPv4地址的编码过渡到 IPv6，可
行的办法是在 IPv6地址中嵌入 IPv4，前 80位设为 0，紧跟的 16位表
明嵌入方式，最后的 32位为 IPv4地址。
16第 5章 Internet
5.3.3 Ipv6
5,IPv6地址表示法
IPv6采用了一种新的方式 —— 冒分十六进制表示法。将地址
中每 16位为一组，写成四位的十六进制数，两组间用冒号分隔。
例如：
105.220.136.100.255.255.255.255.0.0.18.128.140.10.255.255
（点分十进制）
可转为,69DC:8864:FFFF:FFFF:0:1280:8C0A:FFFF
（冒分十六进制表示）
此外，还有一种优化的表示方法叫零压缩，这种方法进一步
减少了字符个数。零压缩用两个冒号代替连续的零。
例如,FF0C:0:0:0:0:0:0:B1
可以写成,FF0C::B1
17第 5章 Internet
5.3.3 Ipv6
6,我国现有 IPv6总数和分配
截止到 2004年 6月，全球已分配 606个 IPv6地址块。其中，中国 11块，占全部
已分配 IPv6地址块数量的 1.8%。具体数目如下：
我国大陆 IPv6地址总数为,11/32+/48；
台湾地区 IPv6地址总数为,16/32+/48；
香港特区 IPv6地址总数为,3/32+/64。
其中,/n”是 IPv6地址前缀的表示方法，可用于标记地址数量。 n为从地址最
高位开始构成前缀的连续位长度，为正整数，如,/32”表示 128位地址的高 32位
为前缀，并且该前缀已由互联网资源分配区域性权威机构（ RIR,Regional
Internet Registry）分配或给定，因而这种地址对应可自行分配的地址数量是
2(128-32)=296个，同理,/48”和,/64”对应的地址数量分别为 2(128-48)=280个和 2(128-
64)=264。,/n”之前的数字表示有几个该种地址，没有数字的默认该种地址数为 1
个。
18第 5章 Internet
5.3.3 Ipv6
7,从 IPv4到 IPv6的演进
从 IPv4到 IPv6的演进是一个逐渐演进的过程，而不是彻底改
变的过程。一旦引入 IPv6技术，要实现全球 IPv6互联，仍需要一
段时间使所有服务都实现全球 IPv6互连。
在第一个演进阶段，只要将小规模的 IPv6网络连入 IPv4互联
网，就可以通过现有网络访问 IPv6服务。但是基于 IPv4的服务已
经很成熟，它们不会立即消失。重要的是一方面要继续维护这些
服务，同时还要支持 IPv4和 IPv6之间的互通性。
19第 5章 Internet
5.3.3 Ipv6
8,IPv6现有实验网络
1999年 7月,IANA授权 APNIC,ARIN和 RIPE分配商
用 IPv6地址，此时 IPv6进入了实用化阶段。实验（示范）
网络发展的总趋势是提供以国家乃至洲际为单位的纯 IPv6
连接。当前比较有名的 IPv6实验网有以下几个：
（ 1） 6Bone
（ 2） 6REN
（ 3）我国 CERNET IPv6试验床
（ 4）我国 6Tnet
20第 5章 Internet
5.3.4 域名机制
IP地址虽然能够唯一地标识网络上的计算机，但它是数字型
的，对使用网络的人来说有不便记忆的缺点，因而提出了字符型
的域名标识，将二进制的 IP 地址转换成字符型地址，即 域名地址,
简称 域名（ Domain Name） 。
网络中命名资源（如客户机、服务器、路由器等）的管理集
合即构成 域（ Domain） 。从逻辑上，所有域自上而下形成一个森
林状结构，每个域都可包含多个主机和多个子域，树叶域通常对
应于一台主机。每个域或子域都有其固有的域名。
Internet所采用的这种基于域的层次结构名字管理机制叫做 域
名系统（ DNS, Domain Name System） 。它一方面规定了域名
语法以及域名管理特权的分派规则，另一方面，描述了关于域
名 — 地址映射的具体实现。
21第 5章 Internet
5.3.4 域名机制
1,域名规则
域名系统将整个 Internet视为一个由不同层次的域组成的集合
体，即域名空间，并设定域名采用层次型命名法，从左到右，从
小范围到大范围，表示主机所属的层次关系。
域名由字母、数字和连字符组成，开头和结尾必须是字母或
数字，最长不超过 63个字符，而且不区分大小写。完整的域名总
长度不超过 255个字符。在实际使用中，每个域名的长度一般小于
8个字符。通常格式如下：
主机名．机构名．网络名．最高域名
比如,yjscxy,csu.edu.cn 就是中南大学一台计算机的域名地
址。
22第 5章 Internet
5.3.4 域名机制
顶层域名又称最高域名，分为两类：一类通常由三个字母构成，一
般为机构名，是国际顶级域名；另一类由两个字母组成，一般为国家或
地区的地理名称。
（ 1）机构名称。如表 5-9所示。
（ 2）地理名称。如 cn 代表中国； us 代表美国； ru 代表俄罗斯等。
域名 含义 域名 含义
com 商业机构 net 网络组织
edu 教育机构 int 国际机构
gov 政府部门 org 其他非盈利组织
mil 军事机构
表 5-9 国际顶级域名 —— 机构名称
23第 5章 Internet
5.3.4 域名机制
2,中国的二级域名
中国的最高域名为 cn。二级域名分为类型域名和行政区域名两类。
（ 1）类型域名。这类域名共设有 6个，分别为,ac.cn适用于科研机
构,com.cn适用于工、商、金融等企业,edu.cn适用于中国的教育机构，
gov.cn适用于中国的政府机构,net.cn适用于提供互联网络服务的机构，
org.cn适用于非营利性的组织。
（ 2）行政区域名。这类域名共 34个，适用于我国各省、自治区、直
辖市以及特别行政区，如 bj.cn 代表北京市； sh.cn 代表上海市； hn.cn
代表湖南省等。
24第 5章 Internet
5.3.4 域名机制
3,IP 地址与域名
IP地址和域名相对应，域名也是全球唯一的。 域名 是 IP地址
的字符表示，目的是便于记忆,它与 IP地址是等效的 。
当用户使用 IP 地址时，负责管理的计算机可直接与对应的主
机联系，而使用域名时，则先将域名送往域名服务器 DNS，通过
服务器上的域名和 IP地址对照表翻译成相应的 IP地址，传回负责
管理的计算机后，再通过该 IP地址与主机联系。一台计算机可以
有多个域名 (一般用于不同的目的 )，但只能有一个 IP地址。一台主
机从一个 地方移到另一个地方，当它属于不同的网络时，其 IP地
址必须更换，但是可以保留原来的域名。
25第 5章 Internet
5.3.5 域名解析
将域名翻译为对应 IP 地址的过程称为 域名解析
（ Name Resolution） 。
1,域名服务器
运行域名和 IP地址转换服务软件的计算机称作 域名服务器
（ DNS,Domain Name Server）,它负责管理、存放当前域的主
机名和 IP地址的数据库文件，以及下级子域的域名服务器信息。
所有域名服务器数据库文件中的主机和 IP地址集合组成一个有效
的、可靠的、分布式域名 — 地址映射系统。同域结构对应，域名服
务器从逻辑上也成树状分布，每个域都有自己的域名服务器，最高
层为根域名服务器，它通常包含了顶级域名服务器的信息。
26第 5章 Internet
5.3.5 域名解析
2,域名解析方式
域名解析的方式有两种。
一种是递归解析（ recursive resolution），即递归地一个域名
服务器请求下一个服务器，直到最后找到相匹配的地址 。
另一种是迭代解析（ iterative resolution），每次请求一个服
务器，当本地域名服务器不能获得查询答案时，就返回下一个域
名服务器的名字给客户端。
二者的区别在于前者将复杂性和负担交给服务器软件，适用于
域名请求不多的情况。后者将复杂性和负担交给解析器软件，适
用于域名请求较多的环境。
27第 5章 Internet
5.3.5 域名解析
3,域名解析的效率
域名解析服务提供了两方面的优化：复制和高速缓存。
复制是指在每个主机上保留一个本地域名服务器数据库
的副本。由于不需要任何网络交互就能进行转换，复制使得
本地主机上的域名转换非常快。
高速缓存是比复制更重要的优化技术，它可使非本地域
名解析的开销大大降低。网络中每个域名服务器都维护一个
高速缓存器，由高速缓存器来存放用过的域名和从何处获得
域名映射信息的记录。
28第 5章 Internet
5.3.5 域名解析
4,域名,IP地址以及物理网络
域名,IP地址和物理网络地址是主机标识符的三个不同层次，
每一层标识符到另一层标识符的映射发生在网络体系结构的不同
点上。
首先，当用户与应用程序交互时给出域名；
第二，应用程序使用 DNS将这个名字翻译为一个 IP地址，放在
数据报中的是 IP地址而不是域名；
第三,IP在每个路由器上转发，常常意味着将一个 IP地址映射
为另一个 IP地址；
最后,IP使用 ARP协议将路由器的 IP地址翻译成机器的物理地
址，在物理层发送的帧头部中有这些物理地址。
5.3 IP地址与域名
5.3.1 IP地址
5.3.2 子网划分
5.3.3 IPv6
5.3.4 域名机制
5.3.5 域名解析
2第 5章 Internet
5.3.1 IP 地址
1,IP地址结构和编址方案
IP 地址是按照 IP 协议规定的格式，为每一个正式接入
Internet 的主机所分配的、供 全世界标识的唯一 通信地址。
现有两个版本,IPv4（ 4.0版，通常称为 IP地址）
IPv6（ 6.0版）
IP地址用 32位二进制编址，分为四个 8位组，由网络号 netid和
主机号 hostid两部分构成。 根据网络规模,IP的编址方案将 IP地
址分为 A到 E五类，其中 A,B,C类称为基本类,用于主机地址,D
类用于组播,E类为保留不用。如图 5.11所示。
三类 IP地址空间分布为,A类网络共有 126个,B类网络共有
16000多个,C类网络共有 200多万个 。
3第 5章 Internet
5.3.1 IP 地址
0
10
110
网络号( 7 位) 主机号( 24 位)
网络号( 14 位) 主机号( 16 位)
网络号( 21 位 ) 主机号( 8 位)
1110 广播地址
1111 保留地址
A 类
1 2
1 2 3
1 2 3 4
1 2 3 4 5
7 8 32
32
32
32
32
1
1 2 3 4 5
B 类
C 类
D 类
E 类
1 5 1 6
2 3 2 4
8 16 24 32
图 5.11 IP地址编址方案
4第 5章 Internet
5.3.1 IP 地址
2,IP地址表示方式
每 8位一组用十进制表示，并利用点号分割各部分，用
此种方法表示的 IP地址范围为 0.0.0.0到 255.255.255.255。
地址类 网络标识范围 特殊 IP 说明
A 0 ~ 1 2 7 0, 0, 0, 0 保留，作为本机
0, x, x, x 保留，指定本网中的某个主机
1 0, x, x, x,供私人使用的保留地址
1 2 7, x, x, x 保留用于回送，在本地机器上进行测试和实现进程
间通信。发送到 127 的分组永远不会出现在任何网络上。
B 1 2 8 ~ 1 9 1 1 7 2, 1 6, x, x - 1 7 2, 3 1, x, x,供私人使用的保留地址
C 1 9 2 ~ 2 2 3 1 9 2, 1 6 8, 0, x - 1 9 2, 1 6 8, 2 5 5, x,供私人使用的保留地址，常用
于局域网中
D 2 2 4 ~ 2 3 9 用于广播 传送至多个目的地址用
E 2 4 0 ~ 2 5 5 保留地址
2 5 5, 2 5 5, 2 5 5, 2 5 5 用于对本地网上的所有主机进行广播，地
址类型为有限广播
注,
? 网络号, 主机号，主机号全为 0 用于标识本网络，将 IP 地址的主机号字段置为全 0 即可指
明一个网络的地址，如 1 0 6, 0, 0, 0 （一个 A 类网络地址）。
? 网络号, 主机号，主机号全为 1 用于在特定网上广播，地址类型为直接广播，如 1 0 6, 1, 1, 1
用于在 106 段的网络上向所有主机广播。
表 5-6 IP地址范围及说明
5第 5章 Internet
5.3.1 IP 地址
3,我国现有 IPv4总数
截止到 2004年 6月 30日，按地区划分我国 IPv4数量情况如下：
我国大陆 IPv4地址总数为,49421824个，折合 2A+242B+30C；
台湾地区 IPv4地址总数为,13476096个，折合 205B+161C；
香港特区 IPv4地址总数为,5516288个，折合 84B+44C；
澳门特区 IPv4地址总数为,126976个，折合 1B+240C。
其中,A,B,C为地址类型,A,B,C字母前的数字表示有几个该种类型的
地址。
6第 5章 Internet
5.3.2 子网划分
1,子网和主机
图 5.12显示了一个 B类地址的子网地址表示方法。此例中,B类
地址的主机地址共 16位，用它的高 7位作为子网地址，主机地址的
低 9位作为每个子网的主机号。
子网地址
1 0 网 络地址 主机地址
0 1 16 318 24
( a ) 划分子网前
1 0 网 络地址 主 机地址
0 1 16 318 2422
( b ) 划分子网后
B 类
B 类
7 位 9 位
图 5.12 B类地址子网划分
7第 5章 Internet
5.3.2 子网划分
假定原来的网络地址为 128.10.0.0，划分子网后，
128.10.2.0表示第 1个子网；
128.10.4.0表示第 2个子网；
… …
在这个方案中，最多可以有 27-2=126个子网（不含全 0和全
1的子网，因为路由协议不支持全 0或全 1的子网掩码，全 0和全
1的网段都不能使用）。每个子网最多可以有 29-2=510台主机
（不含全 0和全 1的主机）。
子网地址的位数没有限制（但显然不能是 1位，其实 1位的
子网地址相当于并未划分子网，主机地址也不能只保留 1位），
可由网络管理人员根据所需子网个数和子网中主机数目确定。
8第 5章 Internet
5.3.2 子网划分
2,网络掩码
在数据的传输中，路由器必须从 IP数据报的目的 IP地址中分
离出网络地址，才能知道下一站的位置。 为了分离网络地址，就
要使用网络掩码。
网络掩码为 32位二进制数值，分别对应 IP地址的 32位二进制
数值。对于 IP地址中的网络号部分在网络掩码中用,1”表示，对
于 IP地址中的主机号部分在网络掩码中用,0”表示。
A类地址的网络掩码为,255.0.0.0
B类地址的网络掩码为,255.255.0.0
C类地址的网络掩码为,255.255.255.0
9第 5章 Internet
5.3.2 子网划分
划分子网后，将 IP地址的网络掩码中相对于子网地址的
位设置为 1，就形成了 子网掩码，又称子网屏蔽码,它可从 IP
地址中分离出子网地址，供路由器选择路由。换句话说，子
网掩码用来确定如何划分子网。
如前面图 5.12所示的例子,B类 IP地址中主机地址的高 7
位设为子网地址，则其子网掩码为 255.255.254.0。
获取网络地址, 将网络掩码与 IP地址按二进制位做逻辑“与”运
算
获取主机地址, 将掩码反码与 IP地址按二进制位做逻辑“与”运
算
网络掩码主要有两大作用：
⑴ 充分利用 IP地址，减少地址空间浪费。它可将一个网段划
分为多个子网段，便于网络管理。
⑵ 便于网络设备尽快地区分本网段地址和非本网段的地址。
10第 5章 Internet
5.3.3 Ipv6
随着网络的迅猛发展，全球数字化和信息化步伐的加快，越
来越多的设备、电器、各种机构、个人等加入到争夺 IP地址的
行列中,IPv4地址资源的匮乏,促使了 IPv6的产生。
IPv6是下一代网络的核心协议,它在下一代网络的演进中，
在基础设施、设备服务、媒体应用、电子商务等方面将形成具
有巨大潜力的产业。 Ipv6对我国也具有非常重要的意义。
由于政府的大力支持，我国各主要航空公司已经开始建立
IPv6网络，我国进入 IPv6的预定时期在 2005年，为了达到这个
目标，将投资超过一亿六千九百万美元，预计中国将在 2010年
之前成为世界上最大的 IPv6网络之一。
11第 5章 Internet
5.3.3 Ipv6
1,Ipv6的特点
Ipv6是 IP的下一个版本，它主要有五个特点：
（ 1）地址尺寸（ Address Size）。按照 IPv6标准，在地球表
面的每一个平方米面积内，可以容纳 6?1023个地址。
（ 2）自动配置（ Automatic Configure）。支持无状态和有状
态两种地址自动配置方式，是区别于 IPv4的一个重要特性。
（ 3）头部格式（ Header Format）。简化了报头，减少了路
由表长度。
（ 4）可扩展的协议（ Extensible Protocol）。增强了选项和
扩展功能，具有更高的灵活性和更强的功能。
（ 5）服务质量（ QoS）
（ 6）内置的安全特性（ Security）
12第 5章 Internet
5.3.3 Ipv6
2,IPv6地址空间分配
IPv6的地址空间被划分为若干大小不等的地址块，其初始
划分情况如表 5-7所示。其中格式前缀（ FP,Format Prefix）指
地址的高 n位部分，, n 为整数并可变，格式前缀
标识了地址所属类型。
目前，初始划分只划定了约 15%的地址空间，还有大部分地
址尚未分配，以备将来使用。
103 ?? n
13第 5章 Internet
格式前缀 用法 份额 格式前缀 用法 份额
0000 0000 保留（嵌入 IPv4的 IPv6地址） 1/256 101 未分配 1/8
0000 0001 未分配 1/256 110 未分配 1/8
0000 001 为 OSI网络服务访问点（ NSAP）地址分配保留 1/128 1110 未分配 1/16
0000 010 为网络互联包交换（ IPX）地址分配保留 1/128 1111 0 未分配 1/32
0000 011 未分配 1/128 1111 10 未分配 1/64
0000 1 未分配 1/32 1111 110 未分配 1/128
0001 未分配 1/16 1111 1110 0 未分配 1/512
001 可聚集全球单播地址 1/8 1111 1110 10 链路本地地址 1/1024
010 未分配 1/8 1111 1110 11 站点本地地址 1/1024
011 未分配 1/8 1111 1111 组播地址 1/256
100 未分配 1/8
表 5-7 IPv6的地址分配
14第 5章 Internet
5.3.3 Ipv6
3,IPv6地址类型
在 IPv6中，地址不是赋给某个结点，而是赋给结点上的具体接口。
根据接口和传送方式的不同,IPv6地址有以下 三种类型,
（ 1）单播地址。标识单个接口，数据报将被传送至该地址标识的接口上。
其中最主要一种为可聚集全球单播地址（ Aggregatable Global Unicast
Address），是 IPv6为点对点通信设计的一种具有分级结构的地址。
（ 2）任意播地址。标识一组接口（一般属于不同节点），数据报将被传送
至该地址标识的接口之一（根据路由协议度量距离选择“最近”的一个）。
（ 3）组播地址。标识一组接口（一般属于不同节点），数据报将被传送至
有该地址标识的所有接口上。以,11111111”开始的地址即标识为组播地址。
15第 5章 Internet
5.3.3 Ipv6
4,特殊 IPv6地址
（ 1）未指定地址。即全, 0”地址,0:0:0:0:0:0:0:0或,:。它不
能分配给任何节点。它的一个应用示例是初始化主机时，在主机未
取得自己的地址以前，可在它发送的任何 IPv6包的源地址字段放上
未指定地址。
（ 2）回送地址。 0:0:0:0:0:0:0:1或,:1为回送地址，它不能作
为一种资源地址分配给任何一个物理接口，只能用作对自身发送数
据包，主要用于测试软件和配置。类同于 IPv4地址中的 127.0.0.1。
（ 3）嵌入 IPv4的 IPv6地址。将 IPv4地址的编码过渡到 IPv6，可
行的办法是在 IPv6地址中嵌入 IPv4，前 80位设为 0，紧跟的 16位表
明嵌入方式，最后的 32位为 IPv4地址。
16第 5章 Internet
5.3.3 Ipv6
5,IPv6地址表示法
IPv6采用了一种新的方式 —— 冒分十六进制表示法。将地址
中每 16位为一组，写成四位的十六进制数，两组间用冒号分隔。
例如：
105.220.136.100.255.255.255.255.0.0.18.128.140.10.255.255
（点分十进制）
可转为,69DC:8864:FFFF:FFFF:0:1280:8C0A:FFFF
（冒分十六进制表示）
此外，还有一种优化的表示方法叫零压缩，这种方法进一步
减少了字符个数。零压缩用两个冒号代替连续的零。
例如,FF0C:0:0:0:0:0:0:B1
可以写成,FF0C::B1
17第 5章 Internet
5.3.3 Ipv6
6,我国现有 IPv6总数和分配
截止到 2004年 6月，全球已分配 606个 IPv6地址块。其中，中国 11块，占全部
已分配 IPv6地址块数量的 1.8%。具体数目如下：
我国大陆 IPv6地址总数为,11/32+/48；
台湾地区 IPv6地址总数为,16/32+/48；
香港特区 IPv6地址总数为,3/32+/64。
其中,/n”是 IPv6地址前缀的表示方法，可用于标记地址数量。 n为从地址最
高位开始构成前缀的连续位长度，为正整数，如,/32”表示 128位地址的高 32位
为前缀，并且该前缀已由互联网资源分配区域性权威机构（ RIR,Regional
Internet Registry）分配或给定，因而这种地址对应可自行分配的地址数量是
2(128-32)=296个，同理,/48”和,/64”对应的地址数量分别为 2(128-48)=280个和 2(128-
64)=264。,/n”之前的数字表示有几个该种地址，没有数字的默认该种地址数为 1
个。
18第 5章 Internet
5.3.3 Ipv6
7,从 IPv4到 IPv6的演进
从 IPv4到 IPv6的演进是一个逐渐演进的过程，而不是彻底改
变的过程。一旦引入 IPv6技术，要实现全球 IPv6互联，仍需要一
段时间使所有服务都实现全球 IPv6互连。
在第一个演进阶段，只要将小规模的 IPv6网络连入 IPv4互联
网，就可以通过现有网络访问 IPv6服务。但是基于 IPv4的服务已
经很成熟，它们不会立即消失。重要的是一方面要继续维护这些
服务，同时还要支持 IPv4和 IPv6之间的互通性。
19第 5章 Internet
5.3.3 Ipv6
8,IPv6现有实验网络
1999年 7月,IANA授权 APNIC,ARIN和 RIPE分配商
用 IPv6地址，此时 IPv6进入了实用化阶段。实验（示范）
网络发展的总趋势是提供以国家乃至洲际为单位的纯 IPv6
连接。当前比较有名的 IPv6实验网有以下几个：
（ 1） 6Bone
（ 2） 6REN
（ 3）我国 CERNET IPv6试验床
（ 4）我国 6Tnet
20第 5章 Internet
5.3.4 域名机制
IP地址虽然能够唯一地标识网络上的计算机，但它是数字型
的，对使用网络的人来说有不便记忆的缺点，因而提出了字符型
的域名标识，将二进制的 IP 地址转换成字符型地址，即 域名地址,
简称 域名（ Domain Name） 。
网络中命名资源（如客户机、服务器、路由器等）的管理集
合即构成 域（ Domain） 。从逻辑上，所有域自上而下形成一个森
林状结构，每个域都可包含多个主机和多个子域，树叶域通常对
应于一台主机。每个域或子域都有其固有的域名。
Internet所采用的这种基于域的层次结构名字管理机制叫做 域
名系统（ DNS, Domain Name System） 。它一方面规定了域名
语法以及域名管理特权的分派规则，另一方面，描述了关于域
名 — 地址映射的具体实现。
21第 5章 Internet
5.3.4 域名机制
1,域名规则
域名系统将整个 Internet视为一个由不同层次的域组成的集合
体，即域名空间，并设定域名采用层次型命名法，从左到右，从
小范围到大范围，表示主机所属的层次关系。
域名由字母、数字和连字符组成，开头和结尾必须是字母或
数字，最长不超过 63个字符，而且不区分大小写。完整的域名总
长度不超过 255个字符。在实际使用中，每个域名的长度一般小于
8个字符。通常格式如下：
主机名．机构名．网络名．最高域名
比如,yjscxy,csu.edu.cn 就是中南大学一台计算机的域名地
址。
22第 5章 Internet
5.3.4 域名机制
顶层域名又称最高域名，分为两类：一类通常由三个字母构成，一
般为机构名，是国际顶级域名；另一类由两个字母组成，一般为国家或
地区的地理名称。
（ 1）机构名称。如表 5-9所示。
（ 2）地理名称。如 cn 代表中国； us 代表美国； ru 代表俄罗斯等。
域名 含义 域名 含义
com 商业机构 net 网络组织
edu 教育机构 int 国际机构
gov 政府部门 org 其他非盈利组织
mil 军事机构
表 5-9 国际顶级域名 —— 机构名称
23第 5章 Internet
5.3.4 域名机制
2,中国的二级域名
中国的最高域名为 cn。二级域名分为类型域名和行政区域名两类。
（ 1）类型域名。这类域名共设有 6个，分别为,ac.cn适用于科研机
构,com.cn适用于工、商、金融等企业,edu.cn适用于中国的教育机构，
gov.cn适用于中国的政府机构,net.cn适用于提供互联网络服务的机构，
org.cn适用于非营利性的组织。
（ 2）行政区域名。这类域名共 34个，适用于我国各省、自治区、直
辖市以及特别行政区，如 bj.cn 代表北京市； sh.cn 代表上海市； hn.cn
代表湖南省等。
24第 5章 Internet
5.3.4 域名机制
3,IP 地址与域名
IP地址和域名相对应，域名也是全球唯一的。 域名 是 IP地址
的字符表示，目的是便于记忆,它与 IP地址是等效的 。
当用户使用 IP 地址时，负责管理的计算机可直接与对应的主
机联系，而使用域名时，则先将域名送往域名服务器 DNS，通过
服务器上的域名和 IP地址对照表翻译成相应的 IP地址，传回负责
管理的计算机后，再通过该 IP地址与主机联系。一台计算机可以
有多个域名 (一般用于不同的目的 )，但只能有一个 IP地址。一台主
机从一个 地方移到另一个地方，当它属于不同的网络时，其 IP地
址必须更换，但是可以保留原来的域名。
25第 5章 Internet
5.3.5 域名解析
将域名翻译为对应 IP 地址的过程称为 域名解析
（ Name Resolution） 。
1,域名服务器
运行域名和 IP地址转换服务软件的计算机称作 域名服务器
（ DNS,Domain Name Server）,它负责管理、存放当前域的主
机名和 IP地址的数据库文件，以及下级子域的域名服务器信息。
所有域名服务器数据库文件中的主机和 IP地址集合组成一个有效
的、可靠的、分布式域名 — 地址映射系统。同域结构对应，域名服
务器从逻辑上也成树状分布，每个域都有自己的域名服务器，最高
层为根域名服务器，它通常包含了顶级域名服务器的信息。
26第 5章 Internet
5.3.5 域名解析
2,域名解析方式
域名解析的方式有两种。
一种是递归解析（ recursive resolution），即递归地一个域名
服务器请求下一个服务器，直到最后找到相匹配的地址 。
另一种是迭代解析（ iterative resolution），每次请求一个服
务器，当本地域名服务器不能获得查询答案时，就返回下一个域
名服务器的名字给客户端。
二者的区别在于前者将复杂性和负担交给服务器软件，适用于
域名请求不多的情况。后者将复杂性和负担交给解析器软件，适
用于域名请求较多的环境。
27第 5章 Internet
5.3.5 域名解析
3,域名解析的效率
域名解析服务提供了两方面的优化：复制和高速缓存。
复制是指在每个主机上保留一个本地域名服务器数据库
的副本。由于不需要任何网络交互就能进行转换，复制使得
本地主机上的域名转换非常快。
高速缓存是比复制更重要的优化技术，它可使非本地域
名解析的开销大大降低。网络中每个域名服务器都维护一个
高速缓存器，由高速缓存器来存放用过的域名和从何处获得
域名映射信息的记录。
28第 5章 Internet
5.3.5 域名解析
4,域名,IP地址以及物理网络
域名,IP地址和物理网络地址是主机标识符的三个不同层次，
每一层标识符到另一层标识符的映射发生在网络体系结构的不同
点上。
首先，当用户与应用程序交互时给出域名；
第二，应用程序使用 DNS将这个名字翻译为一个 IP地址，放在
数据报中的是 IP地址而不是域名；
第三,IP在每个路由器上转发，常常意味着将一个 IP地址映射
为另一个 IP地址；
最后,IP使用 ARP协议将路由器的 IP地址翻译成机器的物理地
址，在物理层发送的帧头部中有这些物理地址。
