IP地址(记录)

IP地址分类

一个 IP 地址主要由两部分组成:一部分用于标识该地址所从属的网络号;另一部分用于指明该网络上某个特定的主机号;
网络号由因特网权力机构分配,主机地址由各个网络的管理员统一分配。因此网络地址的唯一性与网络主机地址的唯一性确保了 IP 地址的全球唯一性(其中保留给某些网络使用的私有地址段除外)。
为适应不同规模的网络,IP地址控件被划分为5个不同的地址类别,即 A、B、C、D和E类,其中 A、B、C三类最常用,D类哟关于组播,E类用于科研。

  1. A类地址 最高位为 0 (前 8 位二进制网络号和后 24 位二进制主机号)

    A类地址用来支持超大网络,A类 IP 地址的前8位二进制表示网络号,后24位二进制表示主机号。A类地址很好识别,只需要把第一个十进制数换算哼二进制数,如果最高位是 “0” ,则是A类地址,即一个A类IP地址由1字节(每个字节是8位)的网络地址和3个字节主机地址组成,网络地址的最高位必须是“0”,即第一段数字范围为1~127(即网络地址字节二进制为0000 0001~0111 1111),范围为0.0.0.0到127.255.255.255,但有两个特例,0和127两个数被保留,不属于A类地址。A类地址的范围从1~126,全球只有126个A类网络。如果申请到一个A类地址就相当于申请到224个IP地址(16777216)。A类地址默认子网掩码为255.0.0.0。

  2. B类地址 前两位为 10 (前 16 位二进制网络号和后 16 位二进制主机号)

    B 类地址支持中等网络, B 类IP地址的前16位二进制表示网络号,后16位二进制表示主机号。B 类地址也很好识别,只需把第一个十进制数换算成二进制数,如果前两位是 ”10“,则是 B 类地址,范围从(10000000)2=128 到 (10111111)2=191. 全球有 214 个B类网络。范围128.0.0.0到191.255.255.255。如果申请到一个B类地址就相当于申请到 216 个IP地址(65536)。B类地址默认子网掩码为255.255.0.0。

  3. C类地址 前三位为110(前 24 位二进制网络号和后 8 位二进制主机号)

    C 类地址用来支持小型网络, C类IP地址的钱24位二进制表示网络号,后8位二进制表示主机号。C 类地址同样很好识别,只需要把第一个十进制数换算成二进制数,如果前三位是 ”110“,则是C类地址,范围从(11000000)2=192到(11011111)2=223,范围192.0.0.0到223.255.255.255。如果申请到一个C类地址就相当于申请到28个IP地址(256)。C类地址默认子网掩码255.255.255.0。

  4. D类地址 前四位为1110 不区分主机号和网络号

    D类地址用来支撑组播,也称组播地址。用于多点传送。它并不指向特定的网络,目前这一类地址被用在多点广播(Multicast)中。多点广播地址用来一次寻址一组计算机,它标识共享同一协议的一组计算机。组播地址不区分网络号和主机号,就是单一的网络地址,用来转发目的地址为预先定义的一组IP地址的分组。因此一台工作站可以将单一的数据流同时传送给多个接收者。D类地址也很厚识别,只需要将第一个十进制数换算成二进制数,如果前四位 “1110”,则是D类地址。范围从(11100000)2=224到(11101111)2=239。地址范围224.0.0.0到239.255.255.255。全球有228个组播地址。

  5. E类地址 前四位为1111 不区分主机号和网络号

    E类地址用于科研,因此,Internet 上没有E类地址。同样,不区分网络号和主机号。E类地址也很好识别,只需把第一个十进制数换算成二进制数,如果前四位是“1111“,则是E类地址,范围从(11110000)2=240到(11111111)2=255。地址范围240.0.0.1到255.255.255.254。

保留IP地址

注意上表中每个网络中可容纳的主机数都是申请的IP地址减去2,这是因为有一些地址被保留不能分配给网络中的设备使用。每个网络中保留的两个IP是:

  • 网络地址: 网络位不变,主机位全是0的IP代表网络本身不能分配给某个网络设备。
  • 广播地址: 网络位不变,主机位全是1的IP地址代表本网络的广播,也不能分配给某个网络设备使用。发往广播IP地址的数据包被本网络中所有主机接收。

注:主机位全0的是网络地址,主机位全是1的是广播地址。

公有IP地址和私有IP地址

公有IP地址是唯一的因为公有IP地址是全局的和标准的,所以没有任何两台连到公有网络的主机拥有相同的IP地址。一般带宽用户可以向运营商申请公有的IP地址,拥有公有IP地址后,就可以向因特网提供服务了 。
随着Internet的快速增长,公有IP地址几近枯竭。为了解决这个问题,有一种行之有效的方法是使用私有地址。Internet 主机需要一个全局唯一的IP地址。可是私有网络连接不到Internet上,它可以使用任何有效的IP地址。如果私有网络需要连接都Internet上,可以使用代理或具有NAT(Network Address Translation,网络地址转换)能力的是设备进行转换,把私有IP地址转换成合法的公有IP地址,再访问Internet。

原则上讲,私有网络可以配置任何有效的IP地址,可有一个问题出现了,如果私有网络配置的是已经使用的网络,这样是不会将苏剧发往正确的Internet。为了避免这种情况,RFC1918 留出3块专有的IP地址空间(1个A类地址段,16个B类地址段,256个C类地址段,如图)作为私有的内部使用地址。在这3块范围内的IP地址不会被Internet的路由器转发,因为Internet上的路由器均没有配置这些IP地址的路由,如果有去往这些私有的IP地址的数据包将被路由丢弃。

公有IP地址:ISP(也就是网络运营商如电信)给予的IP地址。

私有IP地址:我们局域网自己设置分配的IP地址。

IP 子网

如图,4台计算机接在同一HUB(集线器)上,IP 和子网掩码配置如图所示。途中 ”/24“ 表示计算机地址的网络号位有 24 位,主机位是 8 (32-24=8,相当于子网掩码是 255.255.255.0)。图中哪些计算机之间可以通信?判断依据是什么?如何才能让它们全部通信?

答案是 PC1 和 PC3 一组,PC2 和 PC4 一组,组内计算机之间可以通信,组间计算机之间不可以通信。判断依据是:同一子网的计算机可以直接通信,不同子网的计算机不可以直接通信。处在不同子网中的计算机间如果要通信,需要一个三层设备,也就是由路由功能的设备。而集线器处在物理层,不具有网络层的功能,不能实现不同网络间的互联。

如何判断在不在同一子网中呢?先把 IP 地址和子网掩码转换成二进制,然后进行”与”运算,也就是二进制数的按位取小运算,得出一台计算机所在的网络号,如果两台计算机的网络号相同,就说明它们处于同一子网,反之不在同一子网。

如:

子网:255.255.255.0 二进制:11111111 11111111 11111111 00000000

PC1:192.168.1.1 二进制:11000000 10101000 00000001 00000001

PC3:192.168.1.2 二进制:11000000 10101000 00000001 00000010

与运算 PC1和PC3分别与子网二进制按位取小得到网络号均为:

11000000 10101000 00000001 00000000

PC2:192.168.2.1 二进制:11000000 10101000 00000010 00000001

PC4:192.168.2.2 二进制:11000000 10101000 00000010 00000010

与运算 PC1和PC3分别与子网二进制按位取小得到网络号均为:

11000000 10101000 00000010 00000000

故: 1 3 为统一子网 2 4 为同一子网

再比如:

子网掩码 255.255.255.192  二进制:11111111.11111111.11111111.11000000,子网掩码的前26为是1,所以只需要看IP地址前26位是否相同,相同为同一子网,否则不在。

IP地址202.117.179.158 为202.117.179(前24位相同不需要写出来了).10011110

IP地址202.117.179.60 为202.117.179(前24位相同不需要写出来了).00111100

看两个IP中二进制表示部分,前两位分别是10、00不相同,所以不在同一子网。

如何才能让4台计算机相互通信呢? 方法有很多种。简单列三种

方法一:修改PC2、PC4 的IP地址为 192.168.1.3、192.168.1.4。使所有计算机处于同一子网中。这样相互之间就可以直接通信。

方法二:修改四台计算机的子网掩码为 “/22”,即 255.255.252.0,这样四台计算机的网络号就相同(192.168.0.0/22),处在同一子网中。

方法三:把集线器换成三层交换机。


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Author
Chase Wang
Posted on
April 2, 2019
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