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  • 并且都是处于同一个网段下的通信,简要理解(大局观)计算机之间的通信方式【同一网段】(直接相连,同轴电缆,集线器,网桥,交换机),今天我们聊聊路由器和MAC地址IP地址的基础知识 文章目录前言计算机之间连接...

    前言

    在上一篇我们聊到了简单的了解到了计算机的通信方式,并且都是处于同一个网段下的通信,简要理解(大局观)计算机之间的通信方式【同一网段】(直接相连,同轴电缆,集线器,网桥,交换机),今天我们聊聊路由器和MAC地址IP地址的基础知识

    计算机之间连接方式—路由器连接

    我们知道如果全世界都用交换机连接网络的话,会导致广播风暴,即,当在由交换机连接网络的时候,两台计算机通信,首先会发ARP广播得到对方的MAC地址,于此同时交换机就会记录经过交换机的数据包传过的MAC,全世界那么多电脑,这样会导致要询问全世界的电脑MAC地址,很明显占用网络资源非常严重,所以不适用都是交换机来连接全世界的计算机,再说了,交换机连接是属于同一网段的网络,这样也会导致IP地址肯定不够用的

    总结一下:同轴电缆,集线器,网桥,交换机连接的设备都是处于同一个网段,这也意味着他们连接的设备处于同一个广播域(一个设备发ARP广播包,全部连接在同一个网段都可以收到;
    网桥和交换机相比集线器同轴电缆来说,可以一定程度的隔绝冲突域。

    所以我们引入了一个更实用的路由器,它所连接的网络是处于不同网段的网络,能够使得数据包在不同网段之间转换数据。
    在这里插入图片描述
    橙色的大筐筐和紫色大筐筐,中间有个路由器,橙色的大筐筐就是192.168.1.0网段,紫色大筐筐是192.168.2.0网段。

    在有路由器之后,想给对方发送数据时候,就不是直接发送ARP广播包询问对方的MAC地址了,而是
    先判断对方计算机的IP地址是否和原IP地址处于同一个网段:
    处于同一个网段:就发ARP广播询问对方MAC地址;
    处于不同网段:就通过路由器经行转发数据包(此时也会发ARP广播包,只不过是获取路由器网关的MAC地址);

    那如何通过路由器转发数据包呢?其实就是路由器的网关起作用。

    网关这个相当于是路由器的接口,类似路由器众多IP地址中的一个,网关要和它相连的设备处于同一个网段,并且,与路由器相连的计算机需要给他们配置默认网关地址,默认网关就是经过路由器网关(接口)的IP地址,才可以经过这个对应的网关。

    比如下图:路由器有两个网关,每个网关都只能通过和网关IP处于同一个网段的数据包。
    而对于左边的计算机2计算机3都需要设置默认网关:192.168.3.1,右边的计算机4和计算机5也需要设置默认网关192.168.4.1;这样才可以经过路由器网关。

    一般网关的主机号都是设置位1,当然设置其他的号也行,只是大家习惯规定而以。

    路由器可以隔绝广播域:即假如计算机2给同一网段的计算机3发送ARP广播包时候,并不会经过路由器转发到其他网段去,当路由器接收到这个ARP广播包时候,发现不是询问路由器的MAC地址,那么路由器就会丢弃数据包。隔绝两下图左右两边的广播域。
    在这里插入图片描述
    在路由器中,连接不同网段的数据,是通过路由器的网关来帮助转发的。比如假如上图计算机2和计算机5通信
    (忽略了交换机记录MAC地址的过程,这里主要关注是路由器不同网段的数据发送过程)

    1. 首先判断不处于同一个网段,所以要路由器转发数据,由于路由器网关1的地址和计算机2处于同一个网段,所以计算机2首先会发一个ARP广播包,为了获取网关1的MAC地址;

    2. 然后就可以经过路由器,路由器发现这个数据包是给计算机5,然后就转发给网关2,转发给网关2的原因是因为计算机5和网关2处于同一个网段;

    3. 再由于还是不知道计算机5的MAC地址,所以网关2会发一个ARP广播包,询问得到计算机5的MAC地址后,就可以往计算机5发送数据了;

    4. 最后于此同时,计算机5也会返回一个响应包给计算机2。


    假如有路由器,是处于同一个网段的转发数据包呢?
    比如上图的计算机2和计算机3通信,那么就是简单的同一个局域网通信了:

    1. 首先计算机2而判断出是处于同一个网段,计算机2就会发广播包询问计算机3的MAC地址;
    2. 此时经过交换机发送给计算机3和路由器,路由器由于发现不是要自己的MAC地址,那么就丢弃,计算机3发现是需要自己的MAC地址就接收;
    3. 于此同时计算机3就返回响应包,告诉计算机2MAC地址是它,此时,经过交换机并不会再次广播给路由器,因为交换机有记忆每个端口MAC地址功能,能够准确精确给计算机2发回去响应数据包。
    4. 此时计算机2就可根据MAC和IP地址给计算机3发送数据包了。

    现在我们再思考多一个场景:我们知道路由器是连接不同网段的网络的,那我假如路由器连接相同的网段,那数据包会发送过去吗?

    答案是不会的,因为数据包发送的时候,会判断对方的IP地址是否和自己处于同一个网段,假如路由器相连接同一个网段的话,那就发一个ARP广播,但是我们知道路由器是有网关地址的,你要经过路由器相连的的另一台设备,那么先经过路由器,路由器的网关,那么数据包就会直接发送给网关了,路由器网关一看数据包,不是询问自己的MAC地址,那就丢弃啦,都不可能通过路由器转发到另一个设备中。


    MAC地址

    首先MAC地址是固化在网卡中的,每个MAC地址都是6个字节(48个bit)。

    MAC地址分为两个部分:第一个部分是组织唯一标识符;第二个部分是网络接口标识符。

    MAC地址是全球唯一的,由IEEE802标准会规定,标准会给厂家分配前三个字节,即MAC地址组织唯一标识符,后三个字节是厂家自家分配。

    查询厂家的MAC地址前三个字节的网址:http://standards-oui.ieee.org/oui/oui.txt
    我截个图给你们看看在这里插入图片描述
    也可以查看自家的MAC地址,如在cmd敲命令ipconfig /all
    在这里插入图片描述
    不同操作系统的MAC地址可能表现得形式会有不一样。
    在这里插入图片描述


    特殊的MAC地址:
    当48bit,即6个字节都是1的时候,表示位广播地址,即ARP广播包MAC地址。
    由十六进制表示就是全是FF FF FF FF FF FF。

    所以以后我们看到一些数据包,都是全1的,或者十六进制表示全F的MAC地址,要反应出这是广播数据包。


    MAC地址的获取:当我们不知道对方的MAC地址时候,就会发一个ARP广播包,获取到对方的MAC地址时候,就会缓存对应的IP和MAC地址之间的映射(即对应关系),这就是ARP缓存机制


    IP地址

    IP地址,互联网每一台计算机都有IP地址
    IPV4是32位的IP地址,2019年11月25日已经使用完了;
    IPV6是32位的IP地址,目前使用的是IPV6的地址,有生之年都够用。

    但是下面我说的都是IPV4,默认条件下。

    下图位IP地址的表现形式


    IP地址的组成:IP地址是由两部分组成,一部分是网络标识,另一部分主机标识。

    那如何判断一个IP地址的网络标识和主机标识部分?

    通过子网掩码结合IP地址去判断,子网掩码前面bit位全是1表示对应IP地址部分为网络标识,全为0对应IP地址表示为主机标识。

    所以当我们说IP地址时候,是隐藏了IP地址对应的子网掩码的。只有配合了子网掩码才可以判断出一个IP地址的网络标识和主机标识的位置。

    而我们通常说的处于统一网段的设备,即处于同一个网络标识的IP地址。

    那么网段是如何计算的呢?

    网段 = IP地址 & 子网掩码。即IP地址与子网掩码按位与
    在这里插入图片描述

    子网掩码的主要作用就是用来计算网段的,判断多个IP地址是否处于同一个网段,它的作用就很重要;于此同时还是可以用来判断IP地址的网络标识和主机标识。


    对于一个IP地址的网络标识可以用来判断IP地址处于哪一个网段;而对于主机标识,则表示处于这个网段上可以有多数台主机可以使用这个网段的IP地址

    比如上图的网段192.168.1.0,我们知道网络标识是192.168.1,而主机标识位有8个bit 即可以表示的数据范围是 0 ~ 28 - 1 = 0 ~ 255; 即有255 - 0 + 1 = 256 个主机号。

    但是这0 ~ 255数据范围内,要扣去主机位全0,和主机位全1的,因为主机位全0的IP地址,表示网段的IP地址,主机位全1的IP地址,表示这个网段的广播包IP地址。所以这个192.168.1.0的网段可以有256 - 2 = 254台设备使用。

    要理解这里的主机位全0,全1这都是对二进制来说的,后面讲到子网划分和超网时候,可能以10进制形式书写的IP地址上对于IP地址后8位bit转换10进制写的时候,不都是0,也可能表示是网段的IP,或者广播包IP哦。


    对比一下MAC地址全为1的广播包和处于某一个网段IP地址主机位全是1的广播包:

    MAC地址全为1的广播包是在响应时候,只会得到目标IP地址的响应;
    而在某一个网段下,主机位全是1的IP地址广播包,返回响应的是,处于同一网段的响应都会返回;

    IP地址的分类

    在这里插入图片描述

    只有A类B类C类的IP才可以分配给主机使用;
    以后对于一个IP地址,我们至少可以得到一个信息,通过IP地址的第一部分的数据判断它属于哪类的地址。

    A类地址

    在这里插入图片描述

    1. A类地址,前8bit为网络部分,后24bit为主机部分;那子网掩码自然而然就知道是:255.0.0.0网络部分第一位为0;
    2. 所以我们知道网络部分可以表示的范围是 0 ~ 27 - 1 = 0 ~ 127;对于A类地址来说,网络部分还有一定的限定,网络部分全为0(8bit都为0)的网段不可以用,并且网络部分为127的网段作为保留网段,所以对于A类地址来说:网络部分的表示网段的适用范围是1~126
    3. 对于主机部分,由于又24bit,分为3个字节,每个字节的范围是0~28-1 = 0~255;所以每个字节的数据个数又256,有3个字节,所以对于主机部分:能够表示主机的数量有256256256台,但是,由于主机部分也有限定:全0和全1不能给主机分配,所以最终A类地址,对于一个网段来说,主机数最大的容量是256*256*256-2台

    所以当我们看到一个IP地址时候,至少需要有个反应,知道它是哪一类的地址。
    比如:123.123.232.1,看前面的8为二进制,也就是第一部分,显示的是123,属于1~126的A类地址范围呢,所以说这是一个A类网络的IP地址


    B类地址

    在这里插入图片描述

    B类地址,网络部分为16bit,主机部分为16bit,所以子网掩码为:255.255.0.0;网络部分是以10开头,占两个bit;
    所以说网络部分的最小值是:10 000000 00000000;转化为十进制 128.0;
    网络部分的最大值是:10 111111 11111111;转化为十进制 191.255;
    我们这就可以知道第1部分的数据范围是128~191;第2部分的数据范围是0 ~ 255;
    那么主机ID,16个bit,分为两部分,对于B类地址的某一网段来说,主机最大数为256*256-2台;

    虽然我们知道B类地址的网络部分是16个bit,但是整个IP地址(32位)区分位4个部分时候,网络部分就占了两个部分,但是我们可以根据第一部分的数据,判断IP地址属于哪一类的地址

    比如:129.124.123.1的IP地址,很明显看出这IP地址为B类地址,因为129属于B类地址的第一部分数据范围:128 ~ 191;


    C类地址

    在这里插入图片描述


    D和E类地址

    在这里插入图片描述


    子网掩码的CIDN表示方法

    在这里插入图片描述
    通过这个方式,我们就可以一下子知道IP地址和子网掩码与此同时得到网段;


    为什么需要子网划分

    假如有个场景需求,我们要求分配200台计算机的IP地址,但是我希望这来200台计算机处于同一网段,很好想到,我们可以分配给它们200台计算机的C类IP地址,因为一个网段下的C类IP地址可以容纳主机最大数量是254台。比如分配:192.168.1.0/24网段下的,那么对于这个C类IP地址的网段:192.168.1.0/24使用200台后,还剩下54个此网段的IP地址可以用。这其实算是一个合理利用了。

    假如我要分配500台计算机的IP地址处于同一网段下的呢?你发现对于C类地址来说,是不够用的,因为C类地址的网段最大容纳也是254台;那你可能会想,为了处于同一网段下,必须分配容量更大的IP地址才可以,你就想到B类地址,因为对于某一网段的B类地址可以容纳256*256 -2 = 65534 台主机,比如:128.100.0.0/16网段,但是当你分配500台计算机给128.100.0.0/16网段的B类地址时候,还剩下65304空闲的该网段的B类IP地址,此时你意识到,这是极大的浪费。

    所以为了能够合理的利用IP地址的资源,我们需要对IP地址进行子网划分。


    什么是子网划分

    子网划分,我的理解就是把一个大的网段,划分为多个不同的小的网段,这多个不同的小网段就是大网段的子网;这样就可以合理利用该网段的IP地址,合理分配计算机的数量了。


    至于如何划分多个不同的网段,也就是说,如何子网划分呢?

    子网划分的方法就是:借助IP地址的主机位作为子网位,划分多个子网

    而对于子网划分又分为两大类:

    1. 等长子网划分:将一个网段,分为多个子网,每个子网的可用IP地址数量是一样的。
      比如:对于 192.168.100.0/24这个网段,可以用IP地址数量为254,我将它划分为2个不同的子网,这2个子网的可用IP地址是一样的,每个子网的可用IP地址数量都是127个,这就是等长子网划分;
    2. 变长子网划分:划分一个网段时候,子网的可用IP地址数量是不一样。
      比如:对于 192.168.100.0/24这个网段,我把它划分为3个子网,分别给这三个子网分配的可用IP地址数量不一致就行了。

    等长子网划分——划分两个子网

    我们以C类地址192.186.0.0/24这个网段来说明这个问题,划分两个子网的过程。

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    等长子网划分——划分4个网段

    在这里插入图片描述
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    其实很容易发现规律的:划分n段就用主机位的范围数除以 n;

    比如这个C类地址,主机位8个bit,数据范围是0~255;有256个数字;划分4段;256 / 4 = 64;
    然后加个辅助的数轴,分4个64的数据在数轴画起来来,然后在每一段排除掉全是 0 和全是 1的,剩下的每一段就表示该网段的IP地址可用数量;


    其实分类还有变长子网划分,还有超网等概念。其实我不打算写,这些只要自己有了等长子网划分的基础,可以百度,或者看书去了解,如果你感兴趣的话。


    网段计算的注意事项

    反正明白两个点:对于一个IP地址:IP地址第一部分可以知道它属于什么类型的IP地址,IP地址加上子网掩码按位与可以算出网段,不要看到同一IP地址的十进制数的子网掩码个数相同,还有十进制的IP表现形式相同,就判断它们属于用以网段,还要结合IP地址和子网掩码的按位于去计算

    在这里插入图片描述
    这个就是C类地址,你以为前面24个位的IP地址形式一样就是同一网段了嘛?当然不是,网段是需要结合子网掩码算的。经过计算很明显上面的网段是不一样的。

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  • IP地址的格式 以及 网段地址

    千次阅读 2020-10-16 15:42:43
    1.IP地址=网络部分+主机部分=32位 例:192.168.1.2 网络部分用来确定终端是不是同一个网段。 主机部分用来确定终端的容量大小(这个网段最多可以容纳多少台)。 同一个部门主机应该要确保在同一个网段,主机数量...

    1.IP地址=网络部分+主机部分=32位

    例:192.168.1.2

    网络部分用来确定终端是不是同一个网段。

    主机部分用来确定终端的容量大小(这个网段最多可以容纳多少台)。

    同一个部门主机应该要确保在同一个网段,主机数量应该在你的主机容量范围内。

    一个字节(byte)=8个比特(bit)

    2.IP地址时32位二进制数,点分四段十进制数

    例:192.168.1.2

    192对应11000000

    168对应10101000

    1对应00000001

    2对应00000010

    所以192.168.1.2对应11000000.10101000.00000001.00000010

     

    3.子网掩码当中连续的1代表网络部分,连续的0代表主机部分

    例:192.168.1.1/24,子网掩码就是24个连续的1。

    1111.1111.1111.0000=255.255.255.0

     

    4.IP地址分为五类:A、B、C、D、E,其中A、B、C三类用于商业用途,D类用于组播,E类用于科研

    类别

    地址段

    二进制数表示地址段

    默认子网掩码

    A

    1-126

    00000001—01111111

    255.0.0.0/8

    B

    128-191

    10000000—01111111

    255.255.0.0/16

    C

    192-223

    11000000—11011111

    255.255.255.0/24

    D

    224-239

    11100000—11101111

     

    E

    240-254

    11110000—11111110

     

    0——所有网段,255——广播

    私有地址:

    A 10.0.0.0   ——10.255.255.255

    B 172.16.0.0 ——172.31.255.255

    C 192.168.0.0——192.168.255.255

     

    5.IP地址分为公有地址和私有地址

    私有地址只能出现在局域网中,且可以重复使用。因为每个局域网都是独立的分支,如果没有在互联网中出现的话,不会影响别的局域网通信。

    公有地址出现在互联网中,如果地址重复,将不能正常转发。公有地址必须唯一。

     

    6.计算网络号的问题

    相同网段间数据通信用交换机,不同网段间数据通信用路由器。

    计算步骤:

    Step1:把IP地址换算成二进制数

    Step2:把子网掩码换算成二进制数,并且与IP地址对齐

    Step3:把IP地址与子网掩码做“与”运算(乘法)

    Step4:用“有0出0,全1出1”的口诀,计算出结果即为网络号/网络位

    Step5:第二个IP的网络号/网络位计算方法同上

    Step6:比较两个网络位/网络号是否相同。如果相同即为在同一个网段,两两之间数据通信,即用交换机。如果不同,即不在同一网段,两两之间数据通信用路由器。

     

    子网数=2n(n为网络位借主机位的位数)

    有效主机容量=2m-2(m为主机的位数,网络标识位和广播地址位是不能用于主机的IP地址编写的)

    主机容量/块大小=2m

    (默认)C类有效主机容量=28-2=254台

    (默认)B类有效主机容量=216-2=65534台

    (默认)A类有效主机容量=224-2=16777214台

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  • 细说ip地址与同一网段

    万次阅读 2017-09-03 09:49:22
    大学的时候有上过计算机网络的课程,IP这块也有一些接触,但向来不是很好学的我,对于一些问题似是而非的态度,感觉知道,但具体的又说不上,今天就花了点...接下来我们举例说明,如何去判断A和B两个IP是否在同一网段

    同一网段

    大学的时候有上过计算机网络的课程,IP这块也有一些接触,但向来不是很好学的我,对于一些问题似是而非的态度,感觉知道,但具体的又说不上,今天就花了点时间彻底把这个问题搞清楚,写在这也算是做个记录吧!接下来我们举例说明,如何去判断A和B两个IP是否在同一网段。

    同一网段指的是IP地址和子网掩码相与得到相同的网络地址。想在同一网段,必需做到网络标识相同。各类IP的网络标识算法都是不一样的,需要根据子网掩码的位数来判断。

    想在同一网段,必需做到网络标识相同,那网络标识怎么算呢?各类IP的网络标识算法都是不一样的。需要根据子网掩码的位数来判断。

       A IP:202.194.128.9
       B IP:202.194.128.14
       子网掩码:255.255.255.0
    

    1.把A和B的地址转换为二进制的

          A:1100 1010.1100 0010.1000 0000.0000 1001
          B:1100 1010.1100 0010.1000 0000.0000 1101
    掩码 :1111 1111.1111 1111. 1111 1111 .0000 0000

    2、要判断两个IP是否在同一网段,主要是看看他们的网络标识是否一样,其实一个IP的网络标识也就是他的IP和子网掩码AND之后的结——比如上面两个AND以后的结果如下:

          A:11001010.1100 0010.1000 0000 .0000 0000 转化为十进制:202.194.128.0
          B:1100 1010.1100 0010.1000 0000.0000 0000 转化为十进制:202.194.128.0

    这说明两个IP的网络标识相同,也就是说他们在同一子网。
    3、有的时候我们还想知道,两个IP各自的主机标识,先将子网掩码取反,再和IP做AND.

                A:1100 1010.1100 0010.1000 0000.0000 1001
                B:1100 1010.1100 0010.1000 0000.0000 1101
    掩码取反:0000 0000.0000 0000.0000 0000.1111 1111

    AND 之后结果:

               A0000 0000.0000 0000.0000 0000.0000 1001 转化为十进制:9
               B:0000 0000.0000 0000.0000 0000.0000 1101 转化为十进制:14

    也就是说A和B的主机标识为9和14。

    IP地址介绍

    再说说ip地址。

    所谓IP地址就是给每个连接在互联网上的主机分配的一个32位地址。
    IP地址就好像电话号码(地址码):有了某人的电话号码,你就能与他通话了。同样,有了某台主机的IP地址,你就能与这台主机通信了。

    按照TCP/IP(Transport Control Protocol/Internet Protocol,传输控制协议/Internet协议)协议规定,IP地址用二进制来表示,每个IP地址长32bit,比特换算成字节,就是4个字节。例如一个采用二进制形式的IP地址是一串很长的数字,人们处理起来也太费劲了。为了方便人们的使用,IP地址经常被写成十进制的形式,中间使用符号“.”分开不同的字节。于是,上面的IP地址可以表示为“10.0.0.1”。IP地址的这种表示法叫做“点分十进制表示法”,这显然比1和0容易记忆得多。

    有人会以为,一台计算机只能有一个IP地址,这种观点是错误的。我们可以指定一台计算机具有多个IP地址,因此在访问互联网时,不要以为一个IP地址就是一台计算机;另外,通过特定的技术,也可以使多台服务器共用一个IP地址,这些服务器在用户看起来就像一台主机似的。

    将IP地址分成了网络号和主机号两部分,设计者就必须决定每部分包含多少位。网络号的位数直接决定了可以分配的网络数(计算方法2^网络号位数);主机号的位数则决定了网络中最大的主机数(计算方法2^主机号位数-2)。然而,由于整个互联网所包含的网络规模可能比较大,也可能比较小,设计者最后聪明的选择了一种灵活的方案:将IP地址空间划分成不同的类别,每一类具有不同的网络号位数和主机号位数。
    IP地址是IP网络中数据传输的依据,它标识了IP网络中的一个连接,一台主机可以有多个IP地址。IP分组中的IP地址在网络传输中是保持不变的。

    基本格式
    如今的IP网络使用32位地址,以点分十进制表示,如192.168.0.1。
    地址格式为:IP地址=网络地址+主机地址或 IP地址=网络地址+子网地址+主机地址。

    网络地址是因特网协会的ICANN(the Internet Corporation for Assigned Names and Numbers)分配的,下有负责北美地区的InterNIC、负责欧洲地区的RIPENIC和负责亚太地区的APNIC 目的是为了保证网络地址的全球唯一性。主机地址是由各个网络的系统管理员分配。因此,网络地址的唯一性与网络内主机地址的唯一性确保了IP地址的全球唯一性。

    地址分配
    根据用途和安全性级别的不同,IP地址还可以大致分为两类:公共地址和私有地址。公用地址在Internet中使用,可以在Internet中随意访问。私有地址只能在内部网络中使用,只有通过代理服务器才能与Internet通信。

    IP查询
    ipconfig详解

    Windows操作系统下
    开始—运行,输入cmd—在弹出的对话框里输入ipconfig /all (网协配置、参数变量为全部),然后回车出现列表.
    其中有一项:ip address就是ip地址
    Linux操作系统下
    运行ifconfig(网协配置)其中以太网下面 inet地址即为IP地址

    IP地址的分类

    IP地址分为五类,A类保留给政府机构,B类分配给中等规模的公司,C类分配给任何需要的人,D类用于组播,E类用于实验,各类可容纳的地址数目不同。
    A、B、C三类IP地址的特征:当将IP地址写成二进制形式时,A类地址的第一位总是0,B类地址的前两位总是10,C类地址的前三位总是110。

    A类地址
    (1)A类地址第1字节为网络地址,其它3个字节为主机地址。它的第1个字节的第一位固定为0.
    (2)A类地址网络号范围:1.0.0.0—126.0.0.0
    (3)A类地址中的私有地址和保留地址:
    ① 10.X.X.X是私有地址(所谓的私有地址就是在互联网上不使用,而被用在局域网络中的地址)。
    范围(10.0.0.0—10.255.255.255)
    ② 127.X.X.X是保留地址,用做循环测试用的。

    B类地址
    (1) B类地址第1字节和第2字节为网络地址,其它2个字节为主机地址。它的第1个字节的前两位固定为10.
    (2) B类地址网络号范围:128.0.0.0—191.255.0.0。
    (3) B类地址的私有地址和保留地址
    ① 172.16.0.0—172.31.255.255是私有地址
    ② 169.254.X.X是保留地址。如果你的IP地址是自动获取IP地址,而你在网络上又没有找到可用的DHCP服务器。就会得到其中一个IP。
    191.255.255.255是广播地址,不能分配。

    C类地址
    (1)C类地址第1字节、第2字节和第3个字节为网络地址,第4个字节为主机地址。另外第1个字节的前三位固定为110。
    (2)C类地址网络号范围:192.0.0.0—223.255.255.0。
    (3) C类地址中的私有地址:
    192.168.X.X是私有地址。(192.168.0.0—192.168.255.255)

    D类地址
    (1) D类地址不分网络地址和主机地址,它的第1个字节的前四位固定为1110。
    (2) D类地址范围:224.0.0.0—239.255.255.255

    E类地址
    (1) E类地址不分网络地址和主机地址,它的第1个字节的前五位固定为11110。
    (2) E类地址范围:240.0.0.0—255.255.255.254
    IP地址如果只使用ABCDE类来划分,会造成大量的浪费:一个有500台主机的网络,无法使用C类地址。但如果使用一个B类地址,6万多个主机地址只有500个被使用,造成IP地址的大量浪费。因此,IP地址还支持VLSM技术,可以在ABC类网络的基础上,进一步划分子网。

    无类地址
    除ABCDE以外的IP地址段划分方式,如:192.168.1.0 255.255.255.252等分成C段划分的地址

    实体IP
    在网络的世界里,为了要辨识每一部计算机的位置,因此有了计算机 IP 位址的定义。一个 IP 就好似一个门牌!例如,你要去微软的网站的话,就要去『 64.4.11.42 』这个 IP 位置!这些可以直接在网际网络上沟通的 IP 就被称为『实体 IP 』了。

    虚拟IP
    不过,众所皆知的,IP 位址仅为 xxx.xxx.xxx.xxx 的资料型态,其中, xxx 为 1-255 间的整数,由于计算机的成长速度太快,实体的 IP 已经有点不足了,好在早在规划 IP 时就已经预留了三个网段的 IP 做为内部网域的虚拟 IP 之用。这三个预留的 IP 分别为:
    A级:10.0.0.1 - 10.255.255.254
    B级:172.16.0.1 - 172.31.255.254
    C级:192.168.0.1 - 192.168.255.254

    上述中最常用的是192.168.0.0这一组。不过,由于是虚拟 IP ,所以当您使用这些地址的时候﹐当然是有所限制的,限制如下:
    私有位址的路由信息不能对外散播
    使用私有位址作为来源或目的地址的封包﹐不能透过Internet来转送
    关于私有位址的参考纪录(如DNS)﹐只能限于内部网络使用
    由于虚拟 IP 的计算机并不能直接连上 Internet ,因此需要特别的功能才能上网。不过,这给我们架设IP网络提供了很大的方便﹐比如﹕您的公司还没有连上Internet﹐但这不保证将来不会。使用公共IP的话﹐如果没经过注册﹐在以后真正连上网络的时候﹐就很可能和别人冲突了。也正如前面所分析的﹐到时候再重新规划IP的话﹐将是件非常头痛的问题。这时候﹐我们可以先利用私有位址来架设网络﹐等到真要连上internet的时候﹐我们可以使用IP转换协定﹐如 NAT (Network Addresss Translation)等技术﹐配合新注册的IP就可以了。

    掩码
    为了标识IP地址的网络部分和主机部分,要和地址掩码(Address Mask)结合,掩码跟IP地址一样也是32 bits,用点分十进制表示。IP地址网络部分对应的掩码部分全为“1”,主机部分对应的掩码全为“0”。
    缺省状态下,如果没有进行子网划分,A类网络的子网掩码为255.0.0.0,B类网络的子网掩码为255.255.0.0,C类网络的子网掩码为255.255.255.0。利用子网,网络地址的使用会更加有效。
    有了子网掩码后,IP地址的标识方法如下:
    例:192.168.1.1 255.255.255.0或者标识成192.168.1.1/24(掩码中“1”的个数)

    固定IP与动态IP
    基本上,这两个东西是由于网络公司大量的成长下的产物,例如,你如果向中国电信申请一个商业型态的 ADSL 专线,那他会给你一个固定的实体 IP ,这个实体 IP 就被称为『固定 IP 』了。而若你是申请计时制的 ADSL ,那由于你的 IP 可能是由数十人共同使用,因此你每次重新开机上网时,你这部计算机的 IP 都不会是固定的!于是就被称为『动态 IP』或者是『浮动式IP』。基本上,这两个都是『实体IP』,只是网络公司用来分配给用户的方法不同而产生不同的名称而已!

    特殊地址

    在IP地址空间中,有的IP地址不能为设备分配的,有的IP地址不能用在公网,有的IP地址只能在本机使用,诸如此类的特殊IP地址众多:

    组播地址

    注意它和广播的区别。从224.0.0.0到239.255.255.255都是这样的地址。224.0.0.1特指所有主机, 224.0.0.2特指所有路由器。这样的地址多用于一些特定的程序以及多媒体程序。如果你的主机开启了IRDP(Internet路由发现协议,使用组播功能)功能,那么你的主机路由表中应该有这样一条路由。
    169.254.x.x
    如果你的主机使用了DHCP功能自动获得一个IP地址,那么当你的DHCP服务器发生故障,或响应时间太长而超出了一个系统规定的时间,Windows系统会为你分配这样一个地址。如果你发现你的主机IP地址是一个诸如此类的地址,很不幸,十有八九是你的网络不能正常运行了。

    受限广播地址
    广播通信是一对所有的通信方式。若一个IP地址的2进制数全为1,也就是255.255.255.255,则这个地址用于定义整个互联网。如果设备想使IP数据报被整个Internet所接收,就发送这个目的地址全为1的广播包,但这样会给整个互联网带来灾难性的负担。因此网络上的所有路由器都阻止具有这种类型的分组被转发出去,使这样的广播仅限于本地网段。

    广播地址
    直接广播地址
    一个网络中的最后一个地址为直接广播地址,也就是HostID全为1的地址。主机使用这种地址把一个IP数据报发送到本地网段的所有设备上,路由器会转发这种数据报到特定网络上的所有主机。
    注意:这个地址在IP数据报中只能作为目的地址。另外,直接广播地址使一个网段中可分配给设备的地址数减少了1个。

    源IP地址

    若IP地址全为0,也就是0.0.0.0,则这个IP地址在IP数据报中只能用作源IP地址,这发生在当设备启动时但又不知道自己的IP地址情况下。在使用DHCP分配IP地址的网络环境中,这样的地址是很常见的。用户主机为了获得一个可用的IP地址,就给DHCP服务器发送IP分组,并用这样的地址作为源地址,目的地址为255.255.255.255(因为主机这时还不知道DHCP服务器的IP地址)。
    NetID为0的
    当某个主机向同一网段上的其他主机发送报文时就可以使用这样的地址,分组也不会被路由器转发。比如12.12.12.0/24这个网络中的一台主机12.12.12.2/24在与同一网络中的另一台主机12.12.12.8/24通信时,目的地址可以是0.0.0.8。

    环回地址
    127网段的所有地址都称为环回地址,主要用来测试网络协议是否工作正常的作用。比如使用ping
    127.0.0.1就可以测试本地TCP/IP协议是否已正确安装。另外一个用途是当客户进程用环回地址发送报文给位于同一台机器上的服务器进程,比如在浏览器里输入127.1.2.3,这样可以在排除网络路由的情况下用来测试IIS是否正常启动。

    专用地址
    IP地址空间中,有一些IP地址被定义为专用地址,这样的地址不能为Internet网络的设备分配,只能在企业内部使用,因此也称为私有地址。若要在Internet网上使用这样的地址,必须使用网络地址转换或者端口映射技术。
    这些专有地址是:
    10/8 地址范围:10.0.0.0到10.255.255.255 共有2的24次方个地址
    172.16/12 地址范围:172.16.0.0至172.31.255.255 共有2的20次方个地址
    192.168/16 地址范围:192.168.0.0至192.168.255.255 共有2的16次方个地址

    子网掩码

    IP默认分配的子网掩码每段只有255或0
    A类的默认子网掩码 255.0.0.0 一个子网最多可以容纳1677万多台电脑
    B类的默认子网掩码 255.255.0.0 一个子网最多可以容纳6万台电脑
    C类的默认子网掩码 255.255.255.0 一个子网最多可以容纳254台电脑
    要想在同一网段,只要网络标识相同就可以了,那要怎么看网络标识呢?首先要做的是把每段的IP转换为二进制。
    把子网掩码切换至二进制,我们会发现,所有的子网掩码是由一串连续的1和一串连续的0组成的(一共4段,每段8位,一共32位数)。

    255.0.0.0 11111111.00000000.00000000.00000000
    255.255.0.0 11111111.11111111.00000000.00000000
    255.255.255.0 11111111.11111111.11111111.00000000

    这是A/B/C三类默认子网掩码的二进制形式,其实,还有好多种子网掩码,只要是一串连续的1和一串连续的0就可以了(每段都是8位)。如11111111.11111111.11111000.00000000,这也是一段合法的子网掩码。子网掩码决定的是一个子网的计算机数目,计算机公式是2的m次方,其中,我们可以把m看作后面0的个数。如255.255.255.0转换成二进制,那就是11111111.11111111.11111111.00000000,后面有8个0,那m就是8,255.255.255.0这个子网掩码可以容纳2的8次方(台)电脑,也就是256台,但是有两个IP是不能用的,那就是最后一段不能为0和255,减去这两台,就是254台。

    计算方法

    00 把将其转换为二进制的四段数字(每段要是8位,如果是0,可以写成8个0,也就是00000000)
    11111111.1111111.11111000.00000000
    然后,数数后面有几个0,一共是有11个,那就是2的11次方,等于2048,这个子网掩码最多可以容纳(2048-2)=2046台电脑。
    我们再来看看这个改为默认子网掩码的B类IP
    如IP:188.188.0.111,188.188.5.222,子网掩码都设为255.255.254.0,在同一网段吗?
    先将这些转换成二进制
    188.188.0.111 10111100.10111100.00000000.01101111
    188.188.5.222 10111100.10111100.00000101.11011110
    255.255.254.0 11111111.11111111.11111110.00000000
    分别AND,得
    10111100.10111100.00000000.00000000
    10111100.10111100.00000100.00000000
    网络标识不一样,即不在同一网段。
    判断是不是在同一网段,你会了吧,下面,我们来点实际的。
    一个公司有530台电脑,组成一个对等局域网,子网掩码和IP设多少最合适?
    子网掩码不说了,前面算出结果来了11111111.11111111.11111100.00000000,也就是255.255.252.0
    我们需要确定的是IP如何分配,首先,选一个B类IP段,这里就选188.188.x.x吧
    这样,IP的前两段确定的,关键是要确定第三段,只要网络标识相同就可以了。我们先来确定网络号。(我们把子网掩码中的1和IP中的 对就起来,0和*对应起来,如下:)
    255.255.252.0 11111111.11111111.11111100.00000000
    188.188.x.x 10111100.10111100. .****
    网络标识 10111100.10111100. 00.00000000
    由此可知, *处随便填(只能用0和1填,不一定全是0和1)

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  • ip地址分类及各网段私有地址

    万次阅读 2015-05-14 11:08:02
    ip地址的分段,以及各类私有ip地址

    互联网上的IP地址统一由一个叫IANA(Internet Assigned Numbers Authority,互联网网络号分配机构)的组织来管理。根据用途和安全性级别的不同,IP地址还可以大致分为两类:公共地址(public IP address)和私有地址(private IP address,也译作保留地址)。公用地址在Internet中使用,可以在Internet中随意访问。私有地址只能在内部网络中使用,只有通过代理服务器才能与Internet通信。

    公有IP地址由Inter NIC(Internet Network Infomation Center 因特网信息中心)负责。这些IP地址分配给注册并向其提出申请的组织或机构。


    下面是各类网段ip范围 (“[”表示包含,“)”不包含):

    类别IP前4位/x十进制范围
    A(0000, 1000)/8[1, 128)
    B[1000, 1100)/16[128, 192)
    C[1100, 1110)/24[192, 224)
    D(多播)[1110, 1111)[224, 240)
    E(保留)[1111, 1111][240, 255)

    私有网络ip范围:

    类别IP范围网络数量
    A10.x.x.x/81
    B172.16-32.x.x/1616
    C192.168.x.x/24255

    此外,比较特殊的ip地址有下面几个
    1. 0.0.0.0 次地址一般用于路由器的默认转发项;
    2. 255.255.255.255 一般用作同一局域网下 的广播地址;
    3. 127.0.0.1 用于回环测试的地址;
    4. 169.254.x.x 之前博客题为路由器搭建u盘服务器的实验中碰到过这个地址,在路由器不能上网,而电脑设置DHCP时自动获取了此地址范围的一个IP,导致与路由器都不在一个网段内。。。当DHCP服务器发生故障,或响应时间太长而超出了一个系统规定的时间,Windows系统会为你分配这样一个地址。

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空空如也

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互联网的ip地址网段