5.1 引言

TCP/IP协议簇中，用于在IP层识别每一个连接到因特网设备的标识符称为因特网地址或IP地址(IP addresss)。
IPv4地址是一个32位的地址，它唯一地且全球地定义了一台主机或路由器与因特网之间的一个连接，也就是说IP地址是该接口的地址。
IP地址的唯一性表现在每个地址仅能定义一个到因特网的连接。
IP地址的全球性表现在它是任何希望连接到因特网的主机都必须采纳的地址系统。

5.1.1地址空间

IP的地址空间是2^32或429496296（超过40亿）

5.1.2 记法

二进制，点分十进制（常见的，基256），十六进制（基16）

5.1.3 地址段

根据首末地址段计算容量等，需要转换为对应基数进行加减运算。

5.1.4 运算

与 and,或 or ,非 not

5.2 分类编址（class addressing）

5.2.1 分类

在分类编址中，地址空间共分为五类：A、B、C、D、E。
第一字节，A类0-127，B类128-191，C类192-223，D类224-239，E类240-255。

根据ip地址找出对应的类别。

在分类编址(class addressing)中，对于A、B、C类地址来说，IP地址都可以划分为网络标识(net-id)和主机标识(host-id)两部分。

5.2.2 地址类和地址块

分类编址存在的一个问题是每一类地址都被划分为固定数目的地址块，而每一个地址块的大小也都是固定的。
数以百万的A类地址都被浪费了。许多B类地址也被浪费了。C类地址中的地址数对大多数机构来说是不够用的

D类地址用来进行多播；这类地址只有一个地址块。E类地址仅有的一个地址块为将来使用而保留。

5.2.3 两级编址

5.2.4 一个例子

路由器使用了与运算来从一个网络中提取网络地址。

5.2.5 三级编址：子网划分

因为两级编址的情况下地址不够，所以将一个地址块分割为若干个较小的地址块的思想称为子网划分。在子网划分(subnetting)时，一个网络被划分为若干个较小的子网络（子网），其中每个子网都有自己的子网地址。

子网掩码：子网划分增加了网络标识的长度，减少了主机标记的长度。

子网地址也是根据子网掩码与给定地址与运算。

5.3 无分类编址（classless addressing）

无分类编址即在分配地址时，类别的特权被取消了，以此来补偿地址耗尽问题。

5.3.1 可变长度块

无分类编址时使用的是可变长度的地址块，这些地址块不属于任何类。

5.3.2 两级编址

在无分类编址中，前缀(prefix)指明了网络，而后缀(suffix)指明了主机。
在无分类编址中，前缀长度可以在1到32之间。

斜线记法的正式名称是无分类域间路由选择(classless interdomain routing)或CIDR记法。
在无分类编址中，我们需要知道地址块中的一个地址，以及定义该块的前缀长度。

提取地址块的信息：

以斜线记法(CIDR)表示的地址中包含了我们需要知道的有关该地址块的所有信息：首地址（网络地址）、地址数及其末地址 。

5.3.3 地址块的分配

因特网名字与号码指派公司(Internet Corporation for Assigned Names and Numbers,ICANN).

5.3.4 子网划分

为子网络分配地址时受到的限制与为网络分配地址时受到的限制是一致的。
CIDR体系的一个优点就是地址聚合。

5.4 特殊地址

全0地址：主机启动为了知道自己的地址，向引导服务器发送一个IPV4分组。且把全1的地址作为受限广播地址（limited broadcast address）

环回地址：地址块127.0.0.0/8被用作环回地址(loopback address)，这个地址用来测试机器上的软件。

5.5 NAT

网络地址转换(Network address translation,NAT)可用于提供在专用地址和全球地址之间的互相映射，同时也支持虚拟专用网络。

5.5.1 地址转换

所有外出分组经过NAT路由器，把源地址替换成为全球地址。

所有进入的分组经过NAT路由器，把目的地址（全球地址）替换为响应的内部地址。

5.5.2 转换表（translation table）

转换表多维护两列（ip，端口），当来自HTTP(hypertext transfer protocol,超文本传输协议)的响应返回时，源地址与目的端口地址组合在一起指明了应当将这个响应分组交付给专用网络中的哪一台主机。