转译 IP 地址: Java 中的 IP 地址英文转换操作
什么是IP地址
IP 地址(Internet Protocol Address)也称为网间地址、网际地址。IP地址是指互联网协议地址(英语:Internet Protocol Address,又译为网际协议地址),是IP Address的缩写。IP地址是IP协议提供的一种统一的地址格式,它为互联网上的每一个网络和每一台主机分配一个逻辑地址,以此来屏蔽物理地址的差异。
IP 地址是 TCP/IP 协议栈 里的网络层地址方案,IP地址是一种用来对网络设备的逻辑标识。
IP地址的格式
TCP/IP 中规定每个IP地址都是32bit,取值范围也就是2的32次方,共 4294967296 个IP地址。
IP地址一共分成四段,每段8bit,如果换算成十进制,每段的取值范围是从0~255。
计算机一般都会将IP翻译为二进制,而我们个人用户,对二进制并不敏感,所以改成使用点分十进制来表示IP,一共分为四段,用小数点隔开,每段的取值范围共有256个,从0~255(为2的8次方)。
比如“192.168.1.8”、“203.110.95.2”,就是点分十进制的IP地址表示方法。
IP地址组成与分类
IP地址由 网络号 和 主机号 组成。一个主机号在前面的网络号所指明的网络范围内必须是唯一的,所以一个IP地址在整个网络中都是唯一的。目前分为A、B、C、D、E 五类IP地址。
- 在A、B、C 三类地址中蓝色的部分即为网络号,网络号的前几位是类别位,分别是0、10、110。也就是说我们可以凭借这个类别位置来判断网络类别。
- 32位的总长度,由于A、B、C 三类网络号的长度的不同,导致A、B、C 类地址的主机号字段的字节数分别为3、2、1(一个字节8位)。
- D 类地址的网络号为1110,用于多播(一对多通讯)。E 类地址的网络号为1111,保留以后使用。因此我们一般使用的就是A、B、C三类网络地址。
网络号指派范围
A类地址网络号占用一个字节,但是由于有一位是类别位,所以只有 7 位可供使用,又由于规定,网络字段全 0 是个保留字段表示本网络,而127(01111111)是另外一个保留字段,作为本地软件的环回测试(我们常见的 127.0.0.1 表示本机,原因也是出自这里),所以A类地址可以指派的网络号个数为(2^7 - 2)。
B类网络地址网络号有两个字节,前两位为10已经固定,只剩下14位可用,由于这14位无论怎么取值都不会使得网络号为全0或者全1,而实际上规定B类最小网络地址为 128.1.0.0(保留地址 128.0.0.0)。因此B类地址可指派的网络号个数为(2^14 - 2)。
C类地址有3个字节的网络字段号,前三位固定110,只有剩下21位可用,同样C类地址可指派的最小网络地址也是192.0.1.0(保留地址 192.0.0.0)。因此C类地址可指派的网络号个数为(2^21 - 2)。
主机号指派范围
由于主机号有规定,全0的主机号代表IP地址是“本主机”所连接到的单个网络地址(例,一主机地址为5.6.7.8,则该主机所在的网络地址为5.0.0.0),而全1则表示“所有的”,即表示该网络上的所有主机。
A类地址的主机号是由三个字节,24位组成,所以每一个A类网络中可分配的主机个数为 2^24 - 2 。
B类地址的主机号是由两个字节,16位组成,所以每一个B类网络中可分配的主机个数为 2^16 - 2 。
C类地址的主机号是由一个字节,8位组成,所以每一个C类网络中可分配的主机个数为 2^8 - 2 。
IP地址指派范围
综上网络号和主机号的指派描述可知,IP地址空间共有 2^32 个地址。
A类地址共有(2^7 - 2)*(2^24 - 2)个,大约 2^31,占50%;
B类地址共有(2^14 - 2)*(2^16 - 2)个,大约 2^30 ,占25%;
C类地址共有(2^21 - 2)*(2^8 - 2)个,大约 2^29 ,占12.5%;
网络类别 |
最大可分配网络数 |
首个可分配网络号 |
最后一个可分配网络号 |
每个网络中最大主机数 |
A |
126(2^7 - 2) |
1 |
126 |
16777214 |
B |
16382(2^14 - 2) |
128.1 |
191.255 |
65534 |
C |
2097150(2^21 - 2) |
192.0.1 |
223.255.255 |
254 |
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windows下进程间通信的(13种方法)-摘 要 本文讨论了进程间通信与应用程序间通信的含义及相应的实现技术,并对这些技术的原理、特性等进行了深入的分析和比较。 ---- 关键词 信号 管道 消息队列 共享存储段 信号灯 远程过程调用 Socket套接字 MQSeries 1 引言 ---- 进程间通信的主要目的是实现同一计算机系统内部的相互协作的进程之间的数据共享与信息交换,由于这些进程处于同一软件和硬件环境下,利用操作系统提供的的编程接口,用户可以方便地在程序中实现这种通信;应用程序间通信的主要目的是实现不同计算机系统中的相互协作的应用程序之间的数据共享与信息交换,由于应用程序分别运行在不同计算机系统中,它们之间要通过网络之间的协议才能实现数据共享与信息交换。进程间通信和应用程序间通信及相应的实现技术有许多相同之处,也各有自己的特色。即使是同一类型的通信也有多种的实现方法,以适应不同情况的需要。 ---- 为了充分认识和掌握这两种通信及相应的实现技术,本文将就以下几个方面对这两种通信进行深入的讨论:问题的由来、解决问题的策略和方法、每种方法的工作原理和实现、每种实现方法的特点和适用的范围等。 2 进程间的通信及其实现技术 ---- 用户提交给计算机的任务最终都是通过一个个的进程来完成的。在一组并发进程中的任何两个进程之间,如果都不存在公共变量,则称该组进程为不相交的。在不相交的进程组中,每个进程都独立于其它进程,它的运行环境与顺序程序一样,而且它的运行环境也不为别的进程所改变。运行的结果是确定的,不会发生与时间相关的错误。 ---- 但是,在实际中,并发进程的各个进程之间并不是完全互相独立的,它们之间往往存在着相互制约的关系。进程之间的相互制约关系表现为两种方式: ---- (1) 间接相互制约:共享CPU ---- (2) 直接相互制约:竞争和协作 ---- 竞争——进程对共享资源的竞争。为保证进程互斥地访问共享资源,各进程必须互斥地进入各自的临界段。 ---- 协作——进程之间交换数据。为完成一个共同任务而同时运行的一组进程称为同组进程,它们之间必须交换数据,以达到协作完成任务的目的,交换数据可以通知对方可以做某事或者委托对方做某事。 ---- 共享CPU问题由操作系统的进程调度来实现,进程间的竞争和协作由进程间的通信来完成。进程间的通信一般由操作系统提供编程接口,由程序员在程序中实现。UNIX在这个方面可以说最具特色,它提供了一整套进程间的数据共享与信息交换的处理方法——进程通信机制(IPC)。因此,我们就以UNIX为例来分析进程间通信的各种实现技术。 ---- 在UNIX中,文件(File)、信号(Signal)、无名管道(Unnamed Pipes)、有名管道(FIFOs)是传统IPC功能;新的IPC功能包括消息队列(Message queues)、共享存储段(Shared memory segment)和信号灯(Semapores)。 ---- (1) 信号 ---- 信号机制是UNIX为进程中断处理而设置的。它只是一组预定义的值,因此不能用于信息交换,仅用于进程中断控制。例如在发生浮点错、非法内存访问、执行无效指令、某些按键(如ctrl-c、del等)等都会产生一个信号,操作系统就会调用有关的系统调用或用户定义的处理过程来处理。 ---- 信号处理的系统调用是signal,调用形式是: ---- signal(signalno,action) ---- 其中,signalno是规定信号编号的值,action指明当特定的信号发生时所执行的动作。 ---- (2) 无名管道和有名管道 ---- 无名管道实际上是内存中的一个临时存储区,它由系统安全控制,并且独立于创建它的进程的内存区。管道对数据采用先进先出方式管理,并严格按顺序操作,例如不能对管道进行搜索,管道中的信息只能读一次。 ---- 无名管道只能用于两个相互协作的进程之间的通信,并且访问无名管道的进程必须有共同的祖先。 ---- 系统提供了许多标准管道库函数,如: pipe——打开一个可以读写的管道; close——关闭相应的管道; read——从管道中读取字符; write——向管道中写入字符; ---- 有名管道的操作和无名管道类似,不同的地方在于使用有名管道的进程不需要具有共同的祖先,其它进程,只要知道该管道的名字,就可以访问它。管道非常适合进程之间快速交换信息。 ---- (3) 消息队列(MQ) ---- 消息队列是内存中独立于生成它的进程的一段存储区,一旦创建消息队列,任何进程,只要具有正确的的访问权限,都可以访问消息队列,消息队列非常适合于在进程间交换短信息。 ---- 消息队列的每条消息由类型编号来分类,这样接收进程可以选择读取特定的消息类型——这一点与管道不同。消息队列在创建后将一直存在,直到使用msgctl系统调用或iqcrm -q命令删除它为止。 ---- 系统提供了许多有关创建、使用和管理消息队列的系统调用,如: ---- int msgget(key,flag)——创建一个具有flag权限的MQ及其相应的结构,并返回一个唯一的正整数msqid(MQ的标识符); ---- int msgsnd(msqid,msgp,msgsz,msgtyp,flag)——向队列中发送信息; ---- int msgrcv(msqid,cmd,buf)——从队列中接收信息; ---- int msgctl(msqid,cmd,buf)——对MQ的控制操作; ---- (4) 共享存储段(SM) ---- 共享存储段是主存的一部分,它由一个或多个独立的进程共享。各进程的数据段与共享存储段相关联,对每个进程来说,共享存储段有不同的虚拟地址。系统提供的有关SM的系统调用有: ---- int shmget(key,size,flag)——创建大小为size的SM段,其相应的数据结构名为key,并返回共享内存区的标识符shmid; ---- char shmat(shmid,address,flag)——将当前进程数据段的地址赋给shmget所返回的名为shmid的SM段; ---- int shmdr(address)——从进程地址空间删除SM段; ---- int shmctl (shmid,cmd,buf)——对SM的控制操作; ---- SM的大小只受主存限制,SM段的访问及进程间的信息交换可以通过同步读写来完成。同步通常由信号灯来实现。SM非常适合进程之间大量数据的共享。 ---- (5) 信号灯 ---- 在UNIX中,信号灯是一组进程共享的数据结构,当几个进程竞争同一资源时(文件、共享内存或消息队列等),它们的操作便由信号灯来同步,以防止互相干扰。 ---- 信号灯保证了某一时刻只有一个进程访问某一临界资源,所有请求该资源的其它进程都将被挂起,一旦该资源得到释放,系统才允许其它进程访问该资源。信号灯通常配对使用,以便实现资源的加锁和解锁。 ---- 进程间通信的实现技术的特点是:操作系统提供实现机制和编程接口,由用户在程序中实现,保证进程间可以进行快速的信息交换和大量数据的共享。但是,上述方式主要适合在同一台计算机系统内部的进程之间的通信。 3 应用程序间的通信及其实现技术 ---- 同进程之间的相互制约一样,不同的应用程序之间也存在竞争和协作的关系。UNIX操作系统也提供一些可用于应用程序之间实现数据共享与信息交换的编程接口,程序员可以通过自己编程来实现。如远程过程调用和基于TCP/IP协议的套接字(Socket)编程。但是,相对普通程序员来说,它们涉及的技术比较深,编程也比较复杂,实现起来困难较大。 ---- 于是,一种新的技术应运而生——通过将有关通信的细节完全掩盖在某个独立软件内部,即底层的通讯工作和相应的维护管理工作由该软件内部来实现,用户只需要将通信任务提交给该软件去完成,而不必理会它的具体工作过程——这就是所谓的中间件技术。 ---- 我们在这里分别讨论这三种常用的应用程序间通信的实现技术——远程过程调用、会话编程技术和MQSeries消息队列技术。其中远程过程调用和会话编程属于比较低级的方式,程序员参与的程度较深,而MQSeries消息队列则属于比较高级的方式,即中间件方式,程序员参与的程度较浅。 ---- 4.1 远程过程调用(RPC)
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