Изначально адресное пространство IP делилось на ряд структур фиксированной длины, известных в качестве классов адресов. Основных классов адресов было три - класс А, класс В и класс С. Программы IP определяли класс, а следовательно, и структуру адреса по его первым битам.
Адресные классы вышли из употребления, но правила, применявшиеся для определения классов, в настоящее время используются для создания умолчаний адресных масок, называемых естественными масками. Правила следующие:
- Если первый бит IP-адреса сброшен, маска по умолчанию имеет длину 8 бйт (префикс 8), что соответствует формату адреса сети прежнего класса А. Первые 8 бит определяют сеть, последние 24 бита определяют узел сети.
- Если первые два бита адреса имеют значения 1 0, длина маски по умолчанию - 16 бит (префикс 16), что соответствует формату адреса сети прежнего класса В. Первые 16 бит определяют сеть, последние 16 бит - узел сети.
- Если первые три бита адреса имеют значения 110 , длина маски по умолчанию - 24 бита (префикс 24), что соответствует формату адреса сети прежнего класса С. Первые 24 бита определяют сеть, последние 8 бит определяют узел.
- Если первые четыре бита адреса принимают значения 1110 , адрес является групповым. Такие адреса иногда называли адресами класса D, но в действительности они не связаны с конкретными сетями. Групповые адреса используются для одновременного обращения к нескольким компьютерам. Они обозначают группы компьютеров, совместно использующих определенное приложение (скажем, для проведения видеоконференций), но не группы компьютеров, входящих в одну сеть. Каждый бит группового адреса имеет значение для маршрутизации, поэтому маска по умолчанию имеет длину 32 бита (префикс 32).
Когда адрес IP записывается в десятичном представлении через точку, удобнее бывает считать его набором 8-битных байтов, а не 32-битным значением. Когда речь идет о естественных масках, адрес также можно рассматривать как комбинацию цельных байтов адреса сети и адреса узла, поскольку три маски по умолчанию создают префиксы, битовые длины которых кратны числу 8. Простой способ определить маску по умолчанию - взглянуть на первый байт адреса. Если значение первого байта:
- меньше 128, маска по умолчанию имеет длину 8 бит; первый байт представляет номер сети, а три следующих байта - адрес узла;
- от 128 до 191, маска по умолчанию имеет длину 16 бит; два первых байта определяют сеть, два последних - узел сети;
- от 192 до 223, маска по умолчанию имеет длину 24 бита; три первых байта определяют адрес сети, а последний байт - номер узла;
- от 224 до 239, адрес является групповым. Весь адрес отведен под идентификацию группы машин; таким образом, длина маски по умолчанию - 32 бита;
- больше 239, адрес зарезервирован. Зарезервированные адреса интереса для нас не представляют.
Рисунок иллюстрирует два метода определения структуры адреса по умолчанию. Первый адрес - 10.104.0.19. Первый бит данного адреса имеет значение 0; следовательно, первые 8 бит определяют сеть, а последние 24 бита определяют узел. Если говорить в терминах байтов, значение первого байта меньше 128, поэтому адрес интерпретируется как адрес узла 104.0.19 сети с номером 10. Один байт определяет сеть, три байта определяют узел.
Второй адрес - 172.16.12.1. Два старших бита имеют значения 1 иО, значит, 16 бит определяют сеть и еще 16 бит определяют узел. В терминах байтов: первый байт имеет значение от 128 до 191, поэтому речь идет об адресе узла 12.1 сети 172.16. Два байта определяют сеть, а еще два - узел сети.
Наконец, в адресе 192.168.16.1 три старших бита имеют значения 1, 1 и 0, значит, сеть представлена 24 битами, а еще 8 бит обозначают узел. Первый байт адреса имеет значение от 192 до 223, поэтому речь идет об адресе узла 1 сети 192.168.16; три байта определяют сеть, один байт определяет узел.
Интерпретация адресов согласно приведенным правилам для классов ограничивает длины номеров сетей значениями 8, 16 или 24 бита -1, 2 или 3 байта.
111
Однако в действительности IP-адрес образуют не байты, а 32 последовательных бита. Битовая маска адреса обеспечивает гибкий способ задания размеров разделов узла и сети в адресе. Протокол Internet использует раздел сети адреса для маршрутизации дейтаграмм между сетями. Полный адрес, включающий данные об узле, используется для обозначения конкретного узла. Такая двойственная роль адресов IP не только делает адресные маски средством более эффективного распределения адресов, но и позволяет им положительно влиять на маршрутизацию.
