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网络层——ip地址

网络层——ip地址

ip地址就是给互联网上的每一台主机或设备的每一个接口分配一个全球唯一的32位标识符(即32位二进制)
现在看到的ip地址是4个十进制数用“.”分隔的形式,称为点分十进制法;32位分成4个8位二进制,然后转换成十进制进行表示

 

既然是全球唯一,那么这32位二进制的分配存在一定编址规则;就像身份证号一样,根据地区性别出生日期来生成的
因此ip地址的编址方式经历了3个阶段:分类编址——划分子网——无分类编址

分类编址
将ip地址分为多个固定类,但是每个固定类都有两个固定长度的字段组成(网络号+主机号的二级IP地址)
网络号:标志主机或路由器所连接到的网络;
主机号:标志主机或路由器,在所连接到的网络下,该主机号是唯一的;

地址分类 网络号位数 主机号位数 分配网络范围 分配主机范围
A类地址 0(固定)+7位二进制 24位二进制 0-127(128个) 0.0.0-255.255.255(224个)
B类地址 10(固定)+14位二进制 16位二进制 128.0-191.255 0.0-255.255(216个)
C类地址 110(固定)+21位二进制 8位二进制 192.0.0-223.255.255 0-255(256个)
D类地址 1110(固定)      
E类地址 1111(固定)      

网络号的位数决定能分配多少个网络,主机号的位数决定每个网络中能给多少个主机分配IP地址
注意事项:
  1. A类地址中网络号的0(0000 0000)和127(0111 1111)是不能够分配给用户使用的,0表示本网络,127是本地回环
  2. 主机号全0或主机号全1是不能够分配给用户使用的,全0表示网络地址,全1表示广播地址
  3. 由2可以推出一个小细节,分配的主机个数是xx个,但是有效分配的主机个数是xx-2个,因为全0和全1都不能分配使用
由以上的信息就可以很轻易的知道一个IP地址是几类地址并且范围是多少能分配多少台主机或路由器(做题的时候很重要啊!!!)

 


划分子网

为什么有了分类编址还要划分子网?
为了充分的利用各类地址,避免不必要的浪费;例:学校有1000台主机,C类地址不合适,B类地址合适但是有超过64000个地址被浪费

方法:从主机号中取不定长的若干位做子网号,这样就使得主机号的位数减少;从分类地址的二级IP地址变为了划分子网的三级IP地址(网络号+子网号+主机号)

 

什么是地址掩码?

地址掩码(也称子网掩码)由连续的一串1连续的一串0组成,其中1的个数就是网络号+子网号的个数,0的个数就是主机号的个数
32位子网掩码是为了与32位IP地址配合使用;
A类默认的子网掩码是255.0.0.0,B类默认的子网掩码是255.255.0.0,C类默认的子网掩码是255.255.255.0。

IP地址和子网掩码的使用方式
将IP地址和子网掩码都转成32位二进制,然后进行与运算,得出来的结果转回十进制就可以知道是几类网且子网号是什么,主机号的位数和分配数量就一目了然了

以书上P137页例题列些思路
题:IP地址是141.14.72.24,子网掩码是255.255.192.0,试求网络地址(也就是接入在哪个网络下的)
1. 从IP地址中的141可以推算出该IP地址属于B类地址
2. IP地址 = 1000 1101 0000 1110 0100 1000 0001 1000
子网掩码 = 1111 1111 1111 1111 1100 0000 0000 0000
将其进行与运算后网络地址 = 1000 1101 0000 1110 0100 0000 0000 0000 = 141.14.64.0
取主机号中的前2位作为子网号,则主机号是214
3. 从2的运算可知,子网掩码是255的部分IP地址可以直接抄下来,简化计算难度

 

无分类编址

无类别域间路由选择(CIDR):取消传统的ABC类地址以及子网掩码的概念,通过不定长的网络前缀来区分不同网络地址(即网络编码+主机号的无分类二级编址)
使用的是斜线记法(又称CIDR法):在IP地址后面加上斜线(/),然后写上网络前缀所占的位数;如/20就表示IP地址中前20位都是网络前缀,后12位是主机号
因此就可以得到这个网络前缀下的最大地址和最小地址,子网掩码,聚合C类网数量和地址数量
最大和最小地址:网络前缀固定,主机号全1和全0的地址
子网掩码:网络前缀是20位固定的,也就是说子网掩码的前20位是1,后面的12位是0,转成十进制就可以了
聚合C类网数量 = 2(掩码长度差) ;    掩码长度差 = 原C类网络号位数(固定24) - 现有网络号位数(/x) = 24 - x
地址数量 = 2主机号位数