TCP/IP在网络中的高效配置

TCP/IP在网络中的高效配置

罗光亮  龙岗区信息咨询开发中心  深圳.龙岗

摘  要：本文详细分析了在网络中最常用的TCP/IP协议的原理和寻址方式，通过实例来描述TCP/IP在网络中进行子网分割和应用，使人对TCP/IP有一个更为充分的认识和应用。

关键词：协议；寻址；因特网

引言

     随着计算机网络应用的日益普及，TCP/IP Internet协议已成为计算机工业中开放系统互连的事实上的标准。TCP/IP协议，即Transmission Control Protocol/Internet Protocol（传输控制协议/因特网协议），是目前最完美并广为接受的通信协议之一，它应用于在广域网中实现不同类型的网络以及不同类型的芯片和操作系统的主机之间的相互通信，各种类型的以太网中，如Windows 95/98的对等网、Windows NT、Unix、Linux、>NetWare，目前都广泛地支持该协议。

TCP/IP寻址

在管理TCP/IP网络时，一个最有挑战性的工作是管理IP地址和保管记录好IP与地理位置的对应关系，尤其对于一个新的管理员或刚接触管理IP地址的人更是如此。信息从一个主机取出，放到另一个主机的时候，有三种东西起了作用，即主机名、主机地址、主机路径。这就关系到IP寻址的问题。

    一、IP地址类型

为了控制IP寻址的方式，制定了类型结构，即把IP地址分为五类（A-E类），有三种用在了商业网络中。

A类  A类地址的高端位总是置为0。只要最左一位置0，剩下的位数不管是0或1，都是A类地址。因为第一个八位组决定网络地址的类型，只要第一个八位组小于128就是A类地址。如：10.35.64.23是一个A类的TCP/IP地址。如果用缺省的A类地址子网掩码255.0.0.0。则网络部分地址为10.0.0.0，主机部分地址为：0.35.64.23。总共有128（0-127）个A类地址，但每个A类网络可以有16777216（224）个不同的主机标识。

B类  B地址是IP地址的高端前两位置位10。并且B类IP地址中，前两个8位组表示网络部分，后两个8位组表示主机部分。B类地址范围是从128.0.0.0至191.255.0.0。如136.35.26.64是一个B类TCP/IP地址。用B类缺省子网掩码255.255.0.0与此地址进行位操作，则网络部分为136.35.0.0，主机部分为0.0.26.64。B类可以有16384个网络地址，每个网中可有65536（216）个不同的主机标识。

C类  C类地址高端的三位设置为110。C类地址前三个八位组作为网络地址，最后一个八位组作为主机地址。C类地址的范围是从192.0.0.0到223.255.255.255。如198.35.64.85是一个C类TCP/IP地址，用C类缺省子网掩码255.255.255.0，则网络部分是：198.35.64.0，主机部分是0.0.0.85。C类有2097152个网址，每个C类网可有256（28）个不同的主机标识。目前局域网中最常用的是C类IP地址，我单位（龙岗区信息中心）局域网主机的IP地址为：192.168.168.1和192.168.168.2，子网掩码是255.255.255.0。

最后两类IP地址到现在还没有应用，这里不作介绍。

二、子网分割（以C类地址为例）

在实际应用中，即使是使用C类网址，也会浪费掉相当一部分IP地址，有一种更有效的方法使用IP地址，这就是子网分割。子网分割就是利用主机地址提供更多网址的技巧，减少了每段网中的主机数，并且更有效地利用配置给我们的网络地址。

每个IP地址有两部分组成，一部分为网络地址，一部分为主机地址。C类地址用前三个8位组表示网络地址，最后一个8位组为主机地址。像如下形式表示，其中N代表网络，H代表主机。

    NNNNNNNN.NNNNNNNN.NNNNNNNN.HHHHHHHH

建一个子网掩码，就是把部分H变为N，由此得的结果用于网络地址。决定有多少个H需要变为N的公式为2x-2=Y，其中X表示用于网络地址的位数，Y是得到的网络个数结果。如用主机部分的前三位给网络部分，地址如下所示：

    NNNNNNNN.NNNNNNNN.NNNNNNNN.NNNHHHHH

用公式计算，我们有23-2=6个子网，每个子网可以有25-2=30个主机。在缺省的情况下，C类地址的子网掩码是255.255.255.0，这表示前三个8位组用作网络地址，最后一个8位组用作主机地址。现在我们决定有最后8位组的前三位也用于网址，而只用后五位作为主机地址，我们把前三位设置为1，把后五位主机地址设置为0。

    128    64   32    16    8    4    2    1

    1      1    1     0     0    0    0    0

128+64+32=224，这样我们的子网掩码就是255.255.255.224。

因我们前三位用于子网掩码，得到如下八种不同的形式（二进制数）：000  001  010  011  100  101  110  111

在大多数情况下，全1和全0是不允许的，一些操作系统和路由器不能控制全1和全0的子网掩码，除去不能用的网号，还剩下六个潜在的子网掩码即：001  010  011  100  101  111。所以我们可计算出来如下所示：其中H只代表主机位。

  128    64    32    16    8    4    2    1    =

  0      0     1     H     H    H    H    H    32

  0      1     0     H     H    H    H    H    64

  0      1     1     H     H    H    H    H    96

  1      0     0     H     H    H    H    H    128

  1      0     1     H     H    H    H    H    160

  1      1     0     H     H    H    H    H    192

我们用向ISP申请的公有地址如：210.85.37.0和230.87.31.0进行子网分割，我们得到如下潜在网络地址：

        210.85.37.32        230.87.31.32

        210.85.37.64        230.87.31.64

        210.85.37.96        230.87.31.96

        210.85.37.128       230.87.31.128

        210.85.37.160       230.87.31.160

        210.85.37.192       230.87.31.192

因为子网ID定义的第一地址，同一子网的最后一个地址保留用作广播，余下的地址都可以用于主机。为求得第一个地址，我们分析最后一个用于主机得八位组，高端前三位用于子网掩码，我们可以得到网络地址如下所示：

  128    64    32    16    8    4    2    1    =

  0      0     1     H     H    H    H    H    32

再把高端前三位用N代替计算低端得五位，可计算出主机地址范围，如下所示：

  128    64    32    16    8    4    2    1    =

  N      N     N     0     0    0    0    1    32+1=33

  N      N     N     1     1    1    1    0    32+30=62

主机地址范围在33到62，所以第一组IP地址210.85.37.33到210.85.34.62，余下的主机地址范围如下：

      210.85.37.65到210.85.37.94

      210.85.37.97到210.85.37.126

      210.85.37.129到210.85.37.158

      210.85.37.161到210.85.37.190

      210.85.37.193到210.85.37.222

第二组主机地址范围可相应计算得出。

三、寻址过程

每个网中每个主机要有唯一的TCP/IP地址，这样才能确保两个TCP/IP主机通讯成功。所以在计算机上安装和配置TCP/IP协议的时候，得给计算机一个有效的IP地址，并定义子网掩码，提供一个走出网络的网关（或路由器）地址；提供两个或更多的局域网外的DNS服务器的地址。以某站点为例：www.web站点.com，系统的第一件事就是“解析”或读HOSTS文件，看是否列