Таблица А.1. Диапазоны и классы IP-адресов
| Назначение | Класс | Диапазон |
| Направленная передача | А, В, С | 0.0.0.0–223.255.255.255 |
| Многоадресная передача | D | 224.0.0.0–239.255.255.255 |
| Экспериментальные | Е | 240.0.0.0–255.255.255.255 |
Под сетевым адресом IPv4 подразумевается 32-разрядный адрес и соответствующая ему 32-разрядная маска подсети. Биты маски, равные 1, указывают адрес сети, а нулевые биты — адрес узла. Поскольку биты со значением 1 всегда занимают места в маске непрерывно начиная с крайнего левого бита, а нулевые биты — начиная с крайнего правого бита, то маску адреса можно определить как префиксную длину (prefix length), указывающую на количество заполненных единицами битов начиная с крайнего левого бита. Например, маска 255.255.255.0 соответствует префиксной длине 24. Такая адресация называется бесклассовой (classless), потому что маска указывается явно, а не задается классом адреса. Пример вы можете увидеть на рис. 1.7.
ПРИМЕЧАНИЕ
Маски подсети, не являющиеся непрерывными, не были явно запрещены ни в одном RFC, но такие маски усложняют работу администраторов и не могут быть представлены в префиксной записи. Протокол междоменной маршрутизации Интернета BGP4 может работать только с непрерывными масками. В протоколе IPv6 требование непрерывности маски выдвигается явно.
Использование бесклассовых адресов подразумевает бесклассовую маршрутизацию, которую обычно называют бесклассовой междоменной маршрутизацией (classless interdomain routing — CIDR) (RFC 1519 [31]). Бесклассовая междоменная маршрутизация позволяет сократить размер таблиц маршрутизации опорной сети Интернета и снизить скорость расходования адресов IPv4. Все маршруты CIDR характеризуются маской или длиной префикса. Маска больше не может быть определена по классу адреса. Более подробно CIDR описывается в разделе 10.8 книги [111].
Адреса подсетей
Обычно IPv4-адреса разделяются на подсети (RFC 950 [79]). Такой подход добавляет еще один уровень иерархии адресов:
■ идентификатор сети (присваивается предприятию);
■ идентификатор подсети (выбирается предприятием);
■ идентификатор узла (выбирается предприятием).
Граница между идентификатором сети и идентификатором подсети фиксирована префиксной длиной присвоенного адреса сети. Эта префиксная длина присваивается организациям их интернет-провайдером. Граница же между идентификатором подсети и идентификатором узла выбирается предприятием. Все узлы данной подсети имеют одинаковую маску подсети, которая и определяет границу между идентификатором подсети и идентификатором узла. Биты, заполненные единицами в маске подсети, соответствуют идентификатору подсети, а биты, заполненные нулями — идентификатору узла.
В качестве примера рассмотрим предприятие, которому был выделен адрес 192.168.42.0/24. Если это предприятие будет использовать 3-разрядный идентификатор подсети, на идентификатор узла останется 5 разрядов (рис. А.3.)
Рис. А.3. 24-разрядный адрес сети с 3-разрядным адресом подсети и 5-разрядным адресом узла
В результате такого деления мы получаем подсети, показанные в табл. А.2.
Таблица А.2. Список подсетей для 3-разрядного адреса подсети и 5-разрядного адреса узла
| Подсеть | Префикс |
| 0 | 192.168.42.0/27+ |
| 1 | 192.168.42.32/27+ |
| 2 | 192.168.42.64/27 |
| 3 | 192.168.42.96/27 |
| 4 | 192.168.42.128/27 |
| 5 | 192.168.42.160/27 |
| 6 | 192.168.42.192/27 |
| 7 | 192.168.42.224/27+ |
В результате мы получаем 6–8 подсетей (идентификаторы 1–6 или 0–7), в каждой из которых может находиться до 30 узлов (идентификаторы 1–30). RFC 950 не рекомендует использовать подсети, идентификаторы которых состоят из одних нулей и одних единиц (знак «+» в табл. А.2). В настоящее время большинство систем поддерживают и такие адреса подсетей. Максимальный идентификатор узла (в нашем случае 31) зарезервирован за широковещательным адресом. Идентификатор 0 используется для адресации сети в целом и зарезервирован во избежание конфликтов со старыми системами, в которых нулевой адрес узла использовался в качестве адреса широковещательной передачи. В полностью контролируемых сетях, где такие системы отсутствуют, идентификатор 0 использовать можно. Вообще говоря, сетевые приложения не должны заботиться об идентификаторах подсетей и узлов, рассматривая IP-адреса как непрозрачные объекты.
Адрес закольцовки
По соглашению адрес 127.0.0.1 присвоен интерфейсу закольцовки на себя (loopback interface). Все, что посылается на этот IP-адрес, получается самим узлом. Обычно этот адрес используется при тестировании клиента и сервера на одном узле. Этот адрес известен под именем
INADDR_LOOPBACK
.
ПРИМЕЧАНИЕ
Любой адрес из подсети 127/8 можно присвоить интерфейсу закольцовки, но обычно используется именно 127.0.0.1.
Неопределенный адрес
Адрес, состоящий из 32 нулевых битов, является в IPv4 неопределенным (unspecified) адресом. В пакете IPv4 он может появиться только как адрес получателя в тех пакетах, которые посланы узлом, находящимся в состоянии загрузки, когда узел еще не знает своего IP-адреса. В API сокетов этот адрес называется универсальным адресом (wildcard address) и обычно обозначается
INADDR_ANY
. Указание этого адреса при вызове
bind
для прослушиваемого сокета TCP говорит о том, что сокет будет принимать входящие соединения на любой адрес данного узла.
Частные адреса
RFC 1918 [101] выделяет три диапазона адресов для «частных интрасетей», то есть сетей, не имеющих прямого подключения к Интернету. Эти диапазоны представлены в табл. А.3.
Таблица А.3. Диапазоны частных IP-адресов
| Количество адресов | Префикс | Диапазон |
| 16777216 | 10/8 | 10.0.0.0–10.255.255.255 |
| 1 048 576 | 172.16/12 | 172.16.0.0–172.31.255.255 |
| 65 536 | 192.168/16 | 192.168.0.0–192.168.255.255 |
