为什么 IPv4 地址是 32 位的？

网络工程 ipv4 协议理论 记忆
2021-07-08 13:45:55

很久以前，当我还是一个凌晨 bairn开始我的职业生涯，我有一个面试的一个低级别的开发者角色。那时刚刚了解了 CIDR 的实施方式，我很想炫耀我的知识。

可悲的是，这种策略对我来说效果不佳。我记得被问到的第一个问题完全惊呆了（然后被激怒了，这一切都走下坡路了）。问题是：

为什么IPv4 地址是 32 位的？

我欣然承认我不知道答案，但我确实知道最初的协议设计将地址空间划分为 8 位网络号和 24 位主机标识符——所以我试图将其合理化，理由是协议设计者设想了一个由几个网络组成的互联网（毕竟，它最初打算将特定的几个网络连接在一起），每个网络包含许多主机，并且为了编程的简单性，使所有内容都与字节边界对齐。

我记得面试官对我的回答不满意，向我暗示真正的原因是它保证适合long int在 C 中的a中，因此简化了实现细节。当时我还年轻，我认为这是一个合理的答案，并且（在今天之前）没有再考虑过。

出于某种原因，那次谈话刚刚回到我身边，现在我回想起来，这似乎并不完全合理：

  1. 在包含固定大小的网络和主机字段的原始寻址方案下，开发人员不太可能希望将两个字段的串联分配给单个变量（我无法访问任何早期的 IP 实现来验证它们的内容）在实践中确实做到了）；和

  2. 在 TCP/IP 工作开始时，C 既不是标准化的，也不是它今天成为的低级软件开发的事实上的“通用语言”。

面试官的建议真的成立吗？如果没有，什么是真正的原因，该协议的设计师选择了32位寻址？

3个回答

简单的回答：因为 Vint Cerf 决定这样做。他认为他正在设计一个实验协议，并认为 32 位对于这个目的已经绰绰有余；他没想到 IPv4 会在生产系统中使用，因此没有更多考虑地址空间的大小。

在 2008 年 Google IPv6 大会上，他主持了一场题为IPv6 Internet 会是什么样子的小组讨论会？在此期间，他讲述了：

将 32 位地址空间放在那里的决定是一群工程师一年之战的结果，他们无法对 32、128 或可变长度下定决心。经过一年的斗争，我说——我现在在 ARPA，我正在运行这个程序，我正在支付这些费用并使用美国税金——我想要一些进展，因为我们不知道这是否是去上班。所以我说32位，做个实验就够了，43亿个终端——连国防部都不需要43亿个，反正也买不起43亿个边缘设备做测试。所以当时我认为我们正在做一个实验来证明这项技术，如果它有效，我们就有机会制作它的生产版本。好吧——[笑声]——它刚刚逃脱了！

成绩单由彼得·E.穆雷。

这是与 Vint Cerf的环聊（2014 年 4 月）的链接，他解释了他如何认为这个互联网应该只是一个实验：

正如我们在考虑互联网（好好想想，这将是一些任意数量的网络相互连接——我们不知道有多少，也不知道它们将如何连接），但是我们在全国范围内的网络想“好吧，也许每个国家会有两个”（因为它很贵：此时以太网已经被发明，但它并没有像几年后那样到处普及）。

然后我们说“有多少个国家？ ”（每个国家有两个网络，有多少个网络？）我们没有让谷歌问，所以我们猜测是 128，那将是 2 倍 128 是 256 个网络（即 8位）然后我们说“每个网络上会有多少台计算机？ ”我们说“大约 1600 万台怎么样？ ”（另外 24 位）所以我们有一个 32 位地址，它允许 43亿个终端——我以为1974/3就够做实验了！

我已经将此作为对 Jens Link 答案的评论发布了，但我觉得它应该更多地浮出水面。

字大小。他们正在编写软件，而不是设计计算机硬件——尽管我确信他们考虑到了性能和便携性。当时，32 位是word、 、longword、 或int或longInt或其他。请参阅字大小选择。

他们“在 32 位架构的最初几十年（1960 年代到 1980 年代）”编写了这个软件。-维基百科

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