IP地址與子網(wǎng)掩碼知識 - 電腦技術(shù)知識交流

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1、IP地址與子網(wǎng)掩碼知識 - 電腦技術(shù)知識交流 IP地址與子網(wǎng)掩碼知識IP地址與網(wǎng)絡(luò)分類(1)IP地址不同的物理網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有不同的編址方式；不同物理網(wǎng)絡(luò)中的主機，有不同的物理網(wǎng)絡(luò)地址。網(wǎng)間技術(shù)是將不同物理網(wǎng)絡(luò)技術(shù)統(tǒng)一起來的高層軟件技術(shù)。網(wǎng)間技術(shù)采用一種全局通用的地址格式，為全網(wǎng)的每一網(wǎng)絡(luò)和每一主機都分配一個網(wǎng)間地址，以此屏蔽物理網(wǎng)絡(luò)地址的差異。IP協(xié)議提供一種全網(wǎng)間通用的地址格式，并在統(tǒng)一管理下進行地址分配，保證一個地址對應(yīng)一臺網(wǎng)間主機包括網(wǎng)關(guān)，這樣物理地址的差異被IP層所屏蔽。IP層所用到的地址叫做網(wǎng)間地址，又叫IP地址。它由網(wǎng)絡(luò)號和主機號兩局部組成，統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的所有主機使用相同的網(wǎng)絡(luò)號，主機號

2、是唯一的。IP地址是一個32為的二進制數(shù)，分成4個字段，每個字段8位。(2)三類主要的網(wǎng)絡(luò)地址我們知道，從LAN到WAN，不同種類網(wǎng)絡(luò)規(guī)模相差很大，必須區(qū)別對待。因此按網(wǎng)絡(luò)規(guī)模大小，將網(wǎng)絡(luò)地址分為主要的三類，如下：A類：0 1 2 3 8 16 243 1 0網(wǎng)絡(luò)號主機號B類：1 0網(wǎng)絡(luò)號主機號C類：1 1 0網(wǎng)絡(luò)號主機號A類地址用于少量的最多27個主機數(shù)大于216的大型網(wǎng)，每個A類網(wǎng)絡(luò)可容納最多224臺主機；B類地址用于主機數(shù)介于28216之間數(shù)量不多不少的中型網(wǎng)，B類網(wǎng)絡(luò)最多214個；C類地址用于每個網(wǎng)絡(luò)只能容納28臺主機的大量小型網(wǎng)，C類網(wǎng)絡(luò)最多221個。除了以上A、B、C三個主類地址外

3、，還有另外兩類地址，如下：D類：1 1 1 0多目地址E類：1 1 1 1 0留待后用其中多目地址multicast address是比播送地址稍弱的多點傳送地址，用于支持多目傳輸技術(shù)。E類地址用于將來的擴展之用。(3)TCP/IP規(guī)定網(wǎng)絡(luò)地址除了一般地標識一臺主機外，還有幾種具有特殊意義的特殊形式。*播送地址TCP/IP規(guī)定，主機號全為“1的網(wǎng)絡(luò)地址用于播送之用，叫做播送地址。所謂播送，指同時向網(wǎng)上所有主機發(fā)送報文。*有限播送前面提到的播送地址包含一個有效的網(wǎng)絡(luò)號和主機號，技術(shù)上稱為直接播送directed boradcasting地址。在網(wǎng)間網(wǎng)上的任何一點均可向其他任何網(wǎng)絡(luò)進行直接播送，但

4、直接播送有一個缺點，就是要知道信宿網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)號。有時需要在本網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部播送，但又不知道本網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)號。TCP/IP規(guī)定，32比特全為“1的網(wǎng)間網(wǎng)地址用于本網(wǎng)播送，該地址叫做有限播送地址limited broadcast address。*“0地址TCP/IP協(xié)議規(guī)定，各位全為“0的網(wǎng)絡(luò)號被解釋成“本網(wǎng)絡(luò)。*回送地址A類網(wǎng)絡(luò)地址127是一個保存地址，用于網(wǎng)絡(luò)軟件測試以及本地機進程間通信，叫做回送地址loopback address。無論什么程序，一旦使用回送地址發(fā)送數(shù)據(jù)，協(xié)議軟件立即返回之，不進行任何網(wǎng)絡(luò)傳輸。TCP/IP協(xié)議規(guī)定，一、含網(wǎng)絡(luò)號127的分組不能出現(xiàn)在任何網(wǎng)絡(luò)上；二、主機和網(wǎng)關(guān)不能為該

5、地址播送任何尋徑信息。由以上規(guī)定可以看出，主機號全“0全“1的地址在TCP/IP協(xié)議中有特殊含義，不能用作一臺主機的有效地址。二、子網(wǎng)掩碼(1)子網(wǎng)TCP/IP網(wǎng)間網(wǎng)技術(shù)產(chǎn)生于大型主流機環(huán)境中，它能開展到今天的規(guī)模是當初的設(shè)計者們始料未及的。網(wǎng)間網(wǎng)規(guī)模的迅速擴展對IP地址模式的威脅并不是它不能保證主機地址的唯一性，而是會帶來兩方面的負擔(dān)：第一，巨大的網(wǎng)絡(luò)地址管理開銷；第二，網(wǎng)關(guān)尋徑急劇膨脹。其中第二點尤為突出，尋徑表的膨脹不僅會降低網(wǎng)關(guān)尋徑效率甚至可能使尋徑表溢出，從而造成尋徑故障，更重要的是將增加內(nèi)外部路徑刷新時的開銷，從而加重網(wǎng)絡(luò)負擔(dān)。因此，迫切需要尋求新的技術(shù)，以應(yīng)付網(wǎng)間網(wǎng)規(guī)模增長帶來的

6、問題。仔細分析發(fā)現(xiàn)，網(wǎng)間網(wǎng)規(guī)模的增長在內(nèi)部主要表現(xiàn)為網(wǎng)絡(luò)地址的增減，因此解決問題的思路集中在：如何減少網(wǎng)絡(luò)地址。于是IP網(wǎng)絡(luò)地址的多重復(fù)用技術(shù)應(yīng)運而生。通過復(fù)用技術(shù)，使假設(shè)干物理網(wǎng)絡(luò)共享同一IP網(wǎng)絡(luò)地址，無疑將減少網(wǎng)絡(luò)地址數(shù)。子網(wǎng)編址subnet addressing技術(shù)，又叫子網(wǎng)尋徑subnetrouting，英文簡稱subnetting，是最廣泛使用的IP網(wǎng)絡(luò)地址復(fù)用方式，目前已經(jīng)標準化，并成為IP地址模式的一局部。一般的，32位的IP地址分為兩局部，即網(wǎng)絡(luò)號和主機號，我們分別把他們叫做IP地址的“網(wǎng)間網(wǎng)局部和“本地局部。子網(wǎng)編址技術(shù)將本地局部進一步劃分為“物理網(wǎng)絡(luò)局部和“主機局部，如圖：

7、網(wǎng)間網(wǎng)局部物理網(wǎng)絡(luò)主機網(wǎng)間網(wǎng)局部.本地局部其中“物理網(wǎng)絡(luò)用于標識同一IP網(wǎng)絡(luò)地址下的不同物理網(wǎng)絡(luò)，既是“子網(wǎng)。(2)子網(wǎng)掩碼IP協(xié)議標準規(guī)定：每一個使用子網(wǎng)的網(wǎng)點都選擇一個32位的位模式，假設(shè)位模式中的某位置1，那么對應(yīng)IP地址中的某位為網(wǎng)絡(luò)地址包括網(wǎng)間網(wǎng)局部和物理網(wǎng)絡(luò)號中的一位；假設(shè)位模式中的某位置0，那么對應(yīng)IP地址中的某位為主機地址中的一位。例如位模式：11111111 11111111 11111111 00000000中，前三個字節(jié)全1，代表對應(yīng)IP地址中最高的三個字節(jié)為網(wǎng)絡(luò)地址；后一個字節(jié)全0，代表對應(yīng)IP地址中最后的一個字節(jié)為主機地址。這種位模式叫做子網(wǎng)模subnet mask或

8、“子網(wǎng)掩碼。為了使用的方便，常常使用“點分整數(shù)表示法來表示一個IP地址和子網(wǎng)掩碼，例如B類地址子網(wǎng)掩碼11111111 1111111111111111 00000000為：性，允許子網(wǎng)掩碼中的“0和“1位不連續(xù)。但是，這樣的子網(wǎng)掩碼給分配主機地址和理解尋徑表都帶來一定困難，并且，極少的路由器支持在子網(wǎng)中使用低序或無序的位，因此在實際應(yīng)用中通常(3)子網(wǎng)掩碼與IP地址子網(wǎng)掩碼與IP地址結(jié)合使用，可以區(qū)分出一個網(wǎng)絡(luò)地址的網(wǎng)絡(luò)號和主機號。例如：有一個C類地址為：192920013其缺省的子網(wǎng)掩碼為：2552552550那么它的網(wǎng)絡(luò)號和主機號可按如下方法得到：將IP地址192920013轉(zhuǎn)換為二進制

9、11000000 0000100111001000 00001101將子網(wǎng)掩碼2552552550轉(zhuǎn)換為二進制11111111 1111111111111111 00000000將兩個二進制數(shù)邏輯與AND運算后得出的結(jié)果即為網(wǎng)絡(luò)局部11000000 00001001 11001000 00001101 AND 11111111 1111111111111111 00000000 11000000 00001001 11001000 00000000結(jié)果為將子網(wǎng)掩碼取反再與IP地址邏輯與AND后得到的結(jié)果即為主機部分11000000 00001001 11001000 00001101 AND

10、00000000 0000000000000000 11111111 00000000 00000000 00000000 00001101結(jié)果為(4)子網(wǎng)掩碼與IP地址子網(wǎng)掩碼與IP地址結(jié)合使用，可以區(qū)分出一個網(wǎng)絡(luò)地址的網(wǎng)絡(luò)號和主機號。例如：有一個C類地址為：192920013 其缺省的子網(wǎng)掩碼為：2552552550 那么它的網(wǎng)絡(luò)號和主機號可按如下方法得到：將IP地址192920013轉(zhuǎn)換為二進制11000000 0000100111001000 00001101將子網(wǎng)掩碼2552552550轉(zhuǎn)換為二進制11111111 1111111111111111 00000000將兩個二進制數(shù)邏輯與AND運算后得出的結(jié)果即為網(wǎng)絡(luò)局部11000000 00001001 11001000 00001101 AND 11111111 1111111111111111 00000000 11000000 00001001 11001000 00000000結(jié)果為即網(wǎng)絡(luò)號為19292000。將子網(wǎng)掩碼取反再與IP地址邏輯與AND后得到的結(jié)果即為主機部分11000000 00001001 11001000 00001101 AND 00000000 0000000000000000 11111111 00000000 00000000 00000000 00001101 結(jié)果