网络——IP地址和划分子网

IP地址

1.基本概念

IP地址就是给因特网上的每一个主机(或路由器)的每一个接口分配一个全世界唯一的标识符

IP协议有俩个版本,IPV4和IPV6,我们一般用 IPV4,因为IPV4与IPV6不兼容,所以IPV6的推广效果不显著

IPV4:1)IP地址是四个字节,三十二位整数

    2)通常用点分十进制标识,每个点分割的每一个数字表示一个字节,范围是0~255

2.IP地址的组成部分

internet被各种路由器和网关分割为很多网段,为了标识不同的网段,需要把32位地址分为主机号和网络号俩个部分

1)网络号:它标志着被主机/路由器上所连接到的网络,一个网络号在整个因特网中必须是唯一的,它的位数决定了可以分配的网络数

(网络数=2^网络号的位数)

网络号相同的主机位于同一网段,相互之间可以之间通信

网络号不同的主机之间相互通信需要通过路由器转发

2)主机号:标识该主机,它的位数决定了网络的最大主机数(最大主机数=2^主机号位数)

注:IP地址不仅指明了一个主机,还指明了该主机所连接到的网络

分俩个等级的好处:

1)IP地址管理机制在分配地址时只需要分配网络号,而剩下的主机号,则由该网络号的单位自行分

2)路由器转发时只需要根据目的主机所在的网络号进行转发分组,从而减小了路由表所占的存储空间以及查找路由表的时间。

3.IP地址的类型

因为因特网中包含网络的规模很多,有的网络很大,有的很小,所以我们将IP地址分为不同的类型,方便使用时灵活的选择


A类:0.0.0.0~127.255.255.255
B类:128.0.0.0~191.255.255.255
c类:192.0.0.0~233.255.255.255
D类:224.0.0.0~239.255.255.255(用于多播)
E类:240.0.0.0~247.255.255.255 (保留)


一个A类网络可以容纳的地址数最大

一个B类网络的地址数量位65536

一个C类网络的地址数量时256

D类地址多用于多播

E类地址保留未用

注:

1)一个主机可以有多个IP地址

2)也可以通过特定的技术,使多台服务器共用一个IP地址,这些服务器看起来就像一台主机似的(例如你学校的地址,大家都可以用,如果想找到你,就要用到mac地址,mac地址可以在网络中唯一的标识一个进程)

划分子网、构成超网

1.划分子网

两级IP地址->三级IP地址

1)为什么要划分子网?

a.IP地址的空间利用率太低,

b.每一个物理网络配一个网络号会使路由表变得太大因而使网络性能变差

c.两级IP不够灵活

为解决上述问题,IP地址中又添加了一个新的“子网号字段”使俩级IP变成了三级IP,这种方法就 叫做子网划分

2)子网划分的基本思路:

a )一个拥有很多物理网络的单位,可将所属的物理网络划分为若干个子网,而对外仍表现为一个网络。子网划分使一个单位内部的事情

b)划分子网是从IP地址的主机号上借几位,

IP地址::={<网络号>,<子网号>,<主机号>}

路由器根据网络号将数据发送给网络,再根据子网号发送给目的主机所在子网,然后根据主机号发送给主机

2.子网掩码

1)子网掩码又称网络掩码,地址掩码。它用来标识一个P地址哪些位是主机号哪些位是网络号。
2)子网掩码不能单独使用,它必须和IP地址一起使用。
3)子网掩码是一个32位地址,用于屏蔽IP地址的一部分以区别网络和主机部分

3. 为什么要使用子网掩码
在两台主机(A->B)通过TCP/IP进行通信的过程中,A的子网掩码与B的IP地址进行”与“运算,即可获得B的网络号,如果A、B网络号相同 ,那么就可以直接通信了。如果网络号不同,那么数据报就会被发送到本地的路由器,然后通过路由表选择最佳路径传递数据报。相较于四种IP地址可以省略很多中间步骤。

4.子网掩码的分类
1)缺省的子网掩码:
未划分的子网,对应的网络号都是1,主机号都为0
A类地址的子网掩码:255.0.0.0
B类地址的子网掩码:255.255.0.0
C类地址的子网掩码:255.255.255.0
2)自定义子网掩码
将一个网络划分为不同的子网,需要每一段使用不同的网络号/子网号,实际上我们可以认为ip是将主机号划为俩部分:子网号、子网主机号
未做子网划分的IP地址:网络号+主机号
做子网划分的IP地址:网络号+子网号+子网主机号
划分了子网以后以前主机号位置的一部分分给了子网号,剩下的是子网主机号

子网掩码怎么区分IP的网络部分和主机部分?
1.将子网掩码和IP地址转化为二进制
2.将二进制的子网掩码与IP地址做”与“运算,将答案划为十进制,即得到网络地址
3.将二进制的子网掩码按位取反
4.将取反后的子网掩码与IP地址做”与“运算,将答案划为十进制,即得到主机地址
eg:IP地址 :192.168.0.1
子网掩码:255.255.255.0

化为二进制:
IP地址: 11000000.10101000.00000000.00000001
子网掩码:11111111.11111111.11111111.00000000

与运算:
11000000.10101000.00000000.00000000
化为十进制:192.168.0.0



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