IP地址和CIDR


IP地址(IPV4)

IPV4的地址是一個32位的二進制數,由網絡ID和主機ID兩部分組成,用來在網絡中唯一的標識一台計算機。IP地址通常用四組3位的十進制數表示,中間用.分割,例如:192.168.0.1

IPV6用128位表示IP地址,表示位8組4位16進制數,中間用:分割,例如:。

為了方便IP尋址,將IP地址分為A、B、C、D、E五類。每類IP地址對各個IP地址中用來表示網絡ID和主機ID的位數作了明確的規定。當主機ID的位數確定之后,一個網絡中是多能夠包含的計算機數目也就確定,用戶可根據企業需要靈活選擇一類IP地址構建網絡結構。

分類 定義 描述
A類 A類地址用IP地址前8位表示網絡ID,用IP地址后24位表示主機ID。 A類地址用來表示網絡ID的第一位必須以0開始,其他7位可以是任意值, 當其他7位全為0是網絡ID最小,即為0;當其他7位全為1時網絡ID最大,即為127。網絡ID不能為0,它有特殊的用途,用來表示所有網段,所以網絡 ID最小為1;網絡ID也不能為127;127用來作為網絡回路測試用。所以A類網絡網絡ID的有效范圍是1-126共126個網絡,每個網絡可以有2^24-2個主機。
B類 B類地址用IP地址前16位表示網絡ID,用IP地址后16位表示主機ID。 B類地址用來表示網絡ID的前兩位必須以10開始,其他14位可以是任 意值,當其他14位全為0是網絡ID最小,即為128;當其他14位全為1時網絡ID最大,第一個字節數最大,即為191。B類IP地址第一個字節的有效 范圍為128-191,共16384個B類網絡;每個B類網絡可以包含2^16-2台主機(即65534台主機)。
C類 C類地址用IP地址前24位表示網絡ID,用IP地址后8位表示主機ID。 C類地址用來表示網絡ID的前三位必須以110開始,其他22位可以是任 意值,當其他22位全為0是網絡ID最小,IP地址的第一個字節為192;當其他22位全為1時網絡ID最大,第一個字節數最大,即為223。C類IP地 址第一個字節的有效范圍為192-223,共2097152個C類網絡;每個C類網絡可以包含2^8-2台主機(即254台主機)。
D類 D類地址用來多播使用,沒有網絡ID和主機ID之分,D類IP地址的第一個字節前四位必須以1110開始,其他28位可以是任何值,則D類IP地址的有效范圍為224.0.0.0到239.255.255.255。
E類 E類地址保留實驗用,沒有網絡ID和主機ID之分,E類IP地址的第一字節前四位必須以1111開始,其它28位可以是任何值,則E類IP地址的有效范圍為240.0.0.0至255.255.255.254。其中255.255.255.255表示廣播地址。

在實際應用中,只有A、B和C三類IP地址能夠直接分配給主機,D類和E類不能直接分配給計算機。 

網絡ID、主機ID和子網掩碼

當為一台計算機分配IP地址后,該計算機的IP地址哪部份表示網絡ID,哪部份表示主機ID,並不由IP地址所屬的類來確定,而是由子網掩碼確定。子網確定一個IP地址屬於哪一個子網。子網掩碼的格式是以連續的255后面跟連續的0表示,其中連續的255這部份表示網絡ID;連續0部份表示主機ID。比如,子網掩碼255.255.0.0和255.255.255.0。

根據子網掩碼的格式可以發現,子網掩碼有0.0.0.0、255.0.0.0、255.255.0.0、255.255.255.0和 255.255.255.255共五種。采用這種格式的子網掩碼每個網絡中主機的數目相差至少為256倍,不利於靈活根據企業需要分配IP地址。比如,一 個企業有2000台計算機,用戶要么為其分配子網掩為255.255.0.0,那么該網絡可包含65534台計算機,將造成63534個IP地址的浪費; 要么用戶為其分配8個255.255.255.0網絡,那么必須用路由器連接這個8個網絡,造成網絡管理和維護的負擔。

CIDR(無類域間路由)

將子網掩碼轉換為二進制,就會發現網絡ID部分全部是1、主機ID部分全部是0。

CIDR(Classless Inter-Domain Routing,無類域間路由選擇)它消除了傳統的A類、B類和C類地址以及划分子網的概念,因而可以更加有效地分配IPv4的地址空間。它可以將好幾個IP網絡結合在一起,使用一種無類別的域際路由選擇算法,使它們合並成一條路由從而較少路由表中的路由條目減輕Internet路由器的負擔。

CIDR技術用子網掩碼中連續的1部份表示網絡ID,連續的0部份表示主機ID。比如,網絡中包含2000台計算機,只需要用11位表示 主機ID,用21位表網絡ID,則子網掩碼表示為11111111.11111111.11100000.00000000,轉換為十進制則為 255.255.224.0。此時,該網絡將包含2046台計算機,既不會造成IP地址的浪費,也不會利用路由器連接網絡,增加額外的管理維護量。

CIDR 還使用“斜線記法”,它又稱為CIDR記法,即在IP地址后面加上一個斜線“/”,然后寫上網絡前綴所占的比特數(這個數值對應於三級編址中子網掩碼中比特1的個數)。

CIDR表示方法:IP地址/網絡ID的位數,比如192.168.23.35/21,其中用21位表示網絡ID。

網絡ID相同的計算機稱之為本地網絡,本地網絡中的計算機相互通信不需要路由器連接;網絡ID不相同的計算機稱之為遠程網絡,遠程網絡中的計算機要相互通信必須通過路由器連接。

注意:為什么計算IP地址時要減2,而計算子網數目時不減2呢?IP地址減2的原因是主機ID不能全為0也不能全為1;子網就不存在這個問題。

私有IP

IP地址由IANA(Internet地址分配機構)管理和分配,任何一個IP地址要能夠在Internet上使用就必須由IANA分配,IANA 分配的能夠在Internet上正常使用的IP地址稱之為公共IP地址;IANA保留了一部份IP地址沒有分配給任何機構和個人,這部份IP地址不能在 Internet上使用,此類IP地址就稱之為私有IP地址。為什么私有IP地址不能在Internet上使用呢?因為Internet上沒有私有IP地 址的路由。私有IP地址范圍包括:

A類:10.0.0.0/8

B類:172.16.0.0/12 即172.16.0.1-172.31.255.254共16個B類網絡

C類:192.168.0.0/16即192.168.0.1-192.168.255.254共256個C類網絡

參考資料:
1、計算機IP地址以及CIDR
2、CIDR的介紹
3、百度百科:CIDR


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