要了解网络上设备的运行方式,我们需要查看设备处理地址和其他数据的方式 - 即二进制记法。 二进制记法仅使用一和零来表达信息。 计算机使用二进制数据通信。 二进制数据可用于代表很多不同形式的数据。 例如,从键盘键入字母时,这些字母显示在屏幕上显示为您可以阅读和理解的形式;但是,计算机将每个字母转化为一系列二进制数进行存储和传输。 转换这些字母时,计算机使用美国信息交换标准码 (ASCII)。

使用 ASCII,字母“A”的位形式表达式为:01000001,而小写字母“a”的位形式表达方式为:01100001。 使用图 1 中的 ASCII 转换器将 ASCII 字符转换为二进制。

人们一般无需关心字母的二进制转换,但是需要了解使用二进制进行 IP 寻址。 网络上的每台设备都必须使用唯一的二进制地址进行识别。 在 IPv4 网络中,此地址使用 32 位字符串(1 和 0)表达。 在网络层中,数据包则包含该唯一识别信息以用于识别源系统和目的系统。 因此,在 IPv4 网络中,每个数据包的第 3 层报头中均包含一个 32 位源地址和一个 32 位目的地址。

对于大多数个人来说,32 位字符串难以解释,也更难记忆。 因此,我们使用点分十进制格式而不是二进制格式来表示 IPv4 地址。 也就是说,我们将每个字节(二进制八位数)视为从 0 到 255 范围内的一个十进制数字。 要了解该工作原理,我们需要一些将二进制转换为十进制的技巧。

位置记数法

要学习将二进制转换为十进制,需要先了解一个数制系统的数学基础知识,该数制系统称为位置记数法。 位置记数法即一个数字所占用的位置不同,就表示不同的值。 在位置记数法系统中,数字基数称作基。 在基数为十的数制系统中,基是 10。 在二进制系统中,我们使用基 2。 术语基和基数可以互换使用。 具体来说,数字代表的值等于该数字乘以它所在位的基数(即基)的幂次所得的积。 我们可以举例说明此数制系统的原理。

以十进制数字 192 为例,1 表示的值是 1*10^2(1 乘以 10 的 2 次幂)。 1 位于我们通常称为“百位”的位置。 位置记数法称此位置为基数的 2 次幂位置,因为基数(即基)是 10 而幂是 2。 9 表示 9*10^1 (9 乘以 10 的 1 次幂)。 十进制数字 192 的位置记数法如图 2 所示。

在基数为 10 的数制系统中使用位置记数法时,192 表示:

192 = (1 * 10^2) + (9 * 10^1) + (2 * 10^0)

192 = (1 * 100) + (9 * 10) + (2 * 1)