很多个月前，当我只是一个职业生涯的小白裙时，我接受了一个低级开发人员职位的面试。那时我刚刚学会了CIDR的实施方式，所以我很想炫耀我的知识。我记得被问到的第一个问题完全弄糟了（然后r之以鼻，这一切都是下坡路）。问题是：


为什么IPv4地址是32位的？


我欣然承认我不知道答案，但是我确实知道原始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，因此我基于协议设计者设想由几个网络组成的Internet进行合理化（毕竟，它最初旨在将特定的几个链接在一起），每个包含许多主机，并且为了简化编程，使所有内容都保持字节边界对齐。真正的原因是保证它可以放入C的long int内，因此简化了实现细节。当时还很年轻，很绿色，我接受了一个合理的答案，并且（在今天之前）再也没有考虑过。我认为，这似乎并不完全合理：


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分配将两个字段串联到一个变量中（我无法访问任何早期的IP实现来验证它们在实践中的实际作用）；和
在TCP / IP上开始工作的时候，C既不是标准化的，也不是今天已经成为低级软件开发的事实上的“通用语言”。

面试官的建议实际上成立了吗？如果不是，那么协议设计者选择32位寻址的真正原因是什么？

评论

640 kB对于任何人都足够的相同原因。没有人期望烤面包机和冰箱可以上网。
@afwe：嗯。问题不是他们为什么不选择更大的数字呢？ aka为什么只有32位？ （这确实是\ @Jens出色答案的重点），但是还有更多关于32位（而不是16位，24位或48位）的特殊之处吗？
@Downvoter：想发表评论吗？

#1 楼

以下是与Vint Cerf进行的环聊的链接（2014年4月），在其中他解释了他如何认为该互联网仅应作为实验： （好吧，这将是任意数量的网络全部互连在一起-我们不知道有多少个，我们也不知道它们将如何连接），但是我们认为全国范围的网络“很好，也许有每个国家最多只能有两个”（因为价格昂贵：目前已经发明了以太网，但并没有像几年后那样在各处扩散）。

然后我们说“有很多国家？” （每个国家有两个网络，有多少个网络？），所以我们没有Google询问，因此我们猜测为128，即256个网络（即8位）是128的2倍，然后我们说：“将有多少台计算机每个网络上都有？”我们说：“一千六百万呢？” （又是24位），所以我们有一个32位地址，该地址允许43亿个终结点-我认为在1974/3年就足以进行实验！


我已经发布了这是对Jens Link的回答的评论，但我觉得它应该多出一点。

评论

我认为这不仅仅是“多一点表面”，还比詹斯的答案更直接地回答了实际问题。

– eggyal
2014年5月19日在8:21


感觉就像有人合理化他们已经做出的决定。显然，真正的答案是32位，而16位显然太小，如果当时有任何平台支持64位数字，则很少，因此必须将64位地址拆分并分成多个部分来处理。 。

– Peter Green
1月22日18:12

#2 楼

简单的答案：因为Vint Cerf如此决定。他认为自己正在设计一个实验性协议，并认为32位足以满足此目的。他没想到IPv4会在生产系统中使用，因此对地址空间的大小没有更多的考虑。 IPv6互联网是什么样的？在此期间，他叙述了：


之所以决定使用32位地址空间，是因为一群无法决定的工程师之间进行了一年的战斗32、128或可变长度。经过一年的战斗，我说-我现在在ARPA，正在运行程序，我正在为这些东西付款并使用美国税金-我想取得一些进展，因为我们不知道这去上班。所以我说32位就足够进行一个实验，它有43亿个终端，即使国防部也不需要43亿个东西，反正买不起43亿个边缘设备来进行测试。因此，当时我以为我们正在进行实验以证明该技术，并且如果该技术可行，我们将有机会进行该产品的生产版本。好吧-[笑声]-它逃脱了！ —它问世了，人们开始使用它，然后变成了商业用途。


Peter E. Murray的文字稿。

评论

啊，我真愚蠢！奥卡姆的剃刀再次击中。至少您知道面试官是错的，给了我自满的满足感。

– eggyal
2014年5月15日15:43
@ user5025：是的，有可能（一般情况下）。但是如果Vint说这些是他为IPv4选择32位的原因，那么很难说他还有其他人。

– eggyal
2014年5月15日15:56


@ user5025：好的，这很公平。实际上，他提到工程师们一直在争论长度应该是多少，有些人主张32位。所以我想问题是，他们提倡32位的动机是什么（即什么使Vint可以接受）？

– eggyal
2014年5月15日下午16:15
@eggyal：我的意思不是说32位整数“绝对”是一个激励因素，而是建议我认为，有足够多的工程师建议使用大小可能已经考虑了一个因素，而没有证据表明这一点很合理。相反，我认为不能排除它是最终选择的一个因素。

–超级猫
2014年5月15日23:20
@eggyal：您问什么可能促使工程师选择32位。我的目的是回答这个特定问题。我已经在“裸机”上写了一个TCP / IP堆栈，不得不在各种场合下处理地址，但是对解析它们从来没有兴趣-只是确定它们是否匹配[这个特定的堆栈仅处理传入的TCP / IP连接，因此它必须处理ARP，但不能处理网关]。

–超级猫
2014年5月15日23:32

#3 楼

字大小。他们在写软件，而不是在设计计算机硬件-尽管我确定他们考虑到了性能和可移植性。那时，word，longword或int或longInt或其他任何值都是32位。请参阅Word Size Choice。 -维基百科

评论

除非您建议TCP / IP的架构师考虑特定的计算机体系结构，否则我不确定您将如何使用该论点...您是否有证据表明他们正在使用/设计用于32-位架构，或者甚至是字长与它们为网络地址选择的长度有关？

– eggyal
17年1月8日在18:01
@eggyal：用于8位和16位计算机的语言通常包含32位整数数据类型，但是对于32位计算机上的语言具有多字整数数据类型的情况要少得多。至少在源代码级别上，使用32位值本质上与使用16位值一样方便，并且绝对比使用更大的类型更方便。此外，对于通信需求有限的设备，如果它们通过更复杂的网关进行通信，则32位寻址就可以了。

–超级猫
18-10-16在17:43