IP地址分類以及網絡地址的計算


本次我將從以下5個方面介紹IP地址(由於篇幅的問題,本篇我只介紹分類編址,無分類編址將在下一篇介紹)

了解IP地址的用途和種類
了解分類編址和無分類編址區別
掌握子網划分及超網划分方法
網絡號與主機號的計算
掌握無分類編址的概念和使用
1、IP地址的種類和用途
IP用途:標記某個主機所在的位置
種 類:分類編址(早期設計,存在缺陷)和無分類編址(用來代替分類編制)

2、分類編址
2.1、IP地址的表示方法

2.2、IP地址分類編址

    由上圖可以看出IP地址由兩部分組成,即網絡地址和主機地址。網絡地址表示其屬於互聯網的哪一個網絡,主機地址表示其屬於該網絡中的哪一台主機。二者是主從關系。

2.3、網絡地址范圍

A類:1.0.0.0到127.255.255.255 (二進制表示為:00000001 00000000 00000000 00000000 -- 01111111 11111111 11111111 11111111)。最后一個是廣播地址。其子網掩碼為255.0.0.0,每個網絡只能包含 (2^24) - 2=16777214台計算機(除去一個網絡地址和一個廣播位)。因此一般用於大型網絡。

B類:128.0.0.0-191.255.255.255(二進制表示為:10000000 00000000 00000000 00000000--10111111 11111111 11111111 11111111)。 最后一個是廣播地址。其子網掩碼為255.255.0.0,每個網絡最多只能包含 (2^16) - 2=65534台計算機。一般用於中型規模網絡。

C類:192.0.0.0-223.255.255.255(二進制表示為: 11000000 00000000 00000000 00000000 - 11011111 11111111 11111111 11111111)。最后一個是廣播地址。其子網掩碼為255.255.255.0,每個網絡最多只能包含 (2^8) - 2=254台計算機。一般用於小型網絡。

總結如下:

2.4、特殊的網址

1、每一個字節都為0的地址(“0.0.0.0”)對應於當前主機;

2、IP地址中的每一個字節都為1的IP地址(“255.255.255.255”)是當前子網的廣播地址;

3、IP地址中不能以十進制“127”作為開頭,該類地址中數字127.0.0.1到127.255.255.255用於回路測試,如:127.0.0.1可以代表本機IP地址,ping 127.0.0.1 可以測試本機TCP/IP是否正常。

4、0.0.0.0 —當一台主機還沒有被分配一個IP地址的時候,用於表示主機本身;被保留用來指向默認路由。

2.5、私有地址

   在現在的網絡中,IP地址分為公網IP地址和私有IP地址。公網IP是在Internet使用的IP地址,而私有IP地址則是在局域網中使用的IP地址。

2.6、路由器轉發分組的步驟
先按所要找的 IP 地址中的網絡號net-id 把目的網絡找到。當分組到達目的網絡后,再利用主機號host-id 將數據報直接交付給目的主機。按照整數字節划分 net-id 字段和host-id 字段,就可以使路由器在收到一個分組時能夠更快地將地址中的網絡號提取出來。

3、子網划分以及超網划分
3.1、子網划分(基於每類的IP網絡進一步分成更小的網絡)

    子網划分是通過借用IP地址的若干位主機地址來充當子網地址(從左面第一位不是網絡號的位開始借,而且借位必須是連續的不能跳躍),從而將原網絡划分為若干子網而實現的。划分子網時,隨着子網地址借用主機位數的增多,子網的數目隨之增加,而每個子網中的可用主機數逐漸減少。

3.1.1、划分目的

1、節約IP地址,避免浪費。

2、限定廣播的傳播。

3、保證網絡的安全。

4、有助於覆蓋大型地理區域。

3.1.2、例題

例1、網絡地址192.168.10.0(11000000 10101000 00001010 00000000);子網掩碼255.255.255.192/26(11111111 11111111 11111111 1100000000)

解:該網絡地址為C類地址,由此可推出,其子網數=22=4,主機數=26-2=62。

例2、給定一個C類地址 192.168.5.0,要求划分20個子網,每個子網5 個主機,求符合要求的子網掩碼。

解:正推(從子網數推):

20個子網——>2^m=20——>m=5,則其子網掩碼為255.255.255.248/29(11111111 11111111 11111111 11111000)

逆推(從主機數推):

每個子網5個主機——>2^n-2=5(減去主機地址全為 "0" 和全為 "1" 兩種情況)——>n=3,則其子網掩碼為255.255.255.248/29(11111111 11111111 11111111 11111000)

3.2、超網划分(把一些小網絡組合成一個大網絡—超網)

例:由2048個C類網絡組成一個超網,從192.24.0.0到192.31.255.0,掩碼應該是多少?

解:192.24.0.0--11000000.00011000.00000000.00000000

   192.31.0.0--11000000.00011111.00000000.00000000

從左到右取相同的位數為子網掩碼位數,共13位,其掩碼為255.248.0.0。

4、網絡號與主機號的計算
例:有一個C類地址為: 192.168.1.1,其默認子網掩碼為255.255.255.0,求其網絡地址和主機地址。

解:① 將IP地址 192.168.1.1 轉換為二進制: 11000000 10101000 00000001 00000001

   ②    子網掩碼 255.255.255.0 轉換為二進制:11111111 11111111 11111111 00000000

   ③    將兩個二進制數進行邏輯與(AND)運算后,得出的結果即為網絡地址

          IP地址:192.168.1.1          11000000 10101000 00000001 00000001

          掩碼:255.255.255.0         11111111 11111111 11111111 00000000

          網絡號:192.168.1.0          11000000 10101000 00000001 00000000

  ④將子網掩碼取反再與IP地址進行邏輯與(AND)運算后,得到的結果即為主機地址

         IP地址:192.168.1.1           11000000 10101000 00000001 00000001

         掩碼取反:0.0.0.255           00000000 00000000 00000000 11111111

        主機地址:0.0.0.1                00000000 00000000 00000000 00000001


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