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  • 2015-08-24 11:02:28

    正文

    实际工作中用到网络知识的机会并不多,虽然以前学习过,但是许久不用自然也就生疏了。最近拿到几台云上的虚拟机,需要为它们建立一个VPC(虚拟私有云,就是一个虚拟的局域网),得益于虚拟化技术,作为用户,我们省去了绝大多数的网路配置和调试工作,唯一需要我们亲自操刀主持的就是对网络的划分了。划分网络需要清楚三个基本概念:IP地址、子网掩码和地址分类,是这三个要素一起决定了整个IP地址空间的划分。关于这些可以参考文章最后附上的资料,本文正文是从三者之间的关联关系上思考对一个网络进行划分需要解决什么问题。本文原文出处: http://blog.csdn.net/bluishglc/article/details/47909593 严禁任何形式的转载,否则将委托CSDN官方维护权益!

    32位的IP地址空间总计有40多亿个可用IP地址,如果你是互联网创建之初的设计者,你会怎么分配这些IP?你可能会说一个一个地分吧,请求一个给一个。这不失为是一个方案,但是面对这么多的IP地址,这种“扁平”的管理方式真的有效吗?如果是给一个组织甚至国家批量分配P呢?就像是在一个文件夹下管理40多亿个文件一样,这种处理方式真的明智吗?显然,当时的设计者并没有采取这种简单直白的做法,而是像我们管理大多数信息一样对信息进行了“分门别类”,同样是40多亿个文件,如果按照某种规则或特征把它们分散放置到多个文件夹或子文件夹下一定会极大地方便管理。

    于是问题来了:怎么分?

    如果把IP地址看作是一个家庭住址,那么在家庭住址中自然有省、市、街道、小区这样的层级划分,逐级缩小范围后定位到一个门牌号上。如果我们给省、市、街道都编好号,再和门牌号拼在一起,我们得到的这样一长串数字就可以唯一地标识一个家庭住址,同样,IP地址有32位的长度,如此之长的一个编码,为什么不可以取出前几位作为一个“区域”的地址,把剩余的几位作为它在这个区域下的”相对“地址呢?这样一个IP地址就可以视作两部分,前面是它的“区域“地址,后面是它在这个”区域“内的”相对“地址,是的,这正是子网掩码所要解决的问题,按照规范的叫法,通过子网掩码标识出的所谓的“区域“地址就网络地址,也叫网络标识,网络ID或子网地址,而所谓的“相对“地址就主机地址。

    这样看上去好了很多,但是不知道你有没有敏锐地察觉到子网掩码对IP地址的划分与我们举例的家庭住址的划分有一个明显的不同,那就是前者只能划分两级:网络地址和主机地址,而后者则是多级划分。子网掩码只能实现两级划分带来了一个问题,那就是同样一个IP:67.101.121.131,它的子网掩码有可能是255.0.0.0,也可能是255.255.0.0,也可能是别的什么值,于是,对于一个给定的IP,特别是公网的IP,在不知道子网掩码的时候会导致对该IP有多种不同的解读,就像上面的例子,67.101.121.131可能是子网67.0.0.0下的一个主机,也可能是子网67.101下的一个主机,很显然,这种歧义性导致这个IP还是不可用,是的,我们还是漏了点什么,让这套描述机制暂时无法工作,我们需要找到问题的原因并堵上这个窟窿。

    这最后一个需要解决漏洞可以描述为:由于子网掩码只具有”两级“(网络地址和主机地址)划分能力,而它的切分粒度又可变(即如果切出的子网少,则子网可以容纳的机器数量就多,如果子网多,则可以容纳的机器数量就小)这种不确定的划分方式必然会导致IP含义的不确定性,所以要解决这个问题就必须要规定好:以哪些值为开头的IP它的子网掩码默认是255.0.0.0,以哪些值为开头的IP它的子网掩码默认是255.255.0.0,以此类推。这实际上就是IP地址分类。

    补上地址分类的概念之后,我们再来重新比较一个IP地址空间的划分与我们举例使用的家庭住址这类具有典型层级关系的信息划分之间有什么不同。如前面所述,最大的不同在于IP地址空间只能划分两个层级,为了能够适应不同规模(粒度)的IP分配要求,IP地址空间必需要划分出多种不同规模(粒度)的子空间,并且规定好哪些是大规模(粒度)的子空间,哪些是小规模(粒度)的子空间。然后,再结合IP地址和子网掩码就可以准确地定位了。可以说IP地址、子网掩码和地址分类这三个要素一起实现了对IP地址空间的划分与寻址,三者任何一个元素的缺失都会带来逻辑上的漏洞。

    最后一个问题:同样的,在一个局域网里,理论上我们也有需要切分出大小不等的子网的需求,这也需要对IP地址进行分类,比如在10.0.0.0/8的网路里划分10.0.0.0/16 ~ 10.127.0.0/16和10.128.0.0/24 ~10.191.255.0/24 等等 至于是否可行以及如何操作待有机会和网络管理员请教一下。

    最后,附上一个非常好用的网络计算器:http://www.123cha.com/cidr/


    参考资料

    子网掩码

    子网掩码是用来指明一个IP地址的哪几位标识的是主机所在的子网(也叫网络标识),以及哪些位标识的是主机在网络中的地址。子网掩码不能单独存在,它必须结合IP地址一起使用。

    但是如果只有子网掩码, 我们可以判断出的信息是:它能表示多个子网,以及每个子网下能有多少个主机!

    子网掩码通常有以下2种格式的表示方法:

    1. 通过与IP地址格式相同的点分十进制表示
    如:255.0.0.0 或255.255.255.128
    2. 在IP地址后加上”/”符号以及1-32的数字,其中1-32的数字表示子网掩码中网络标识位的长度
    如:192.168.1.1/24 的子网掩码也可以表示为255.255.255.0

    IP地址分类

    在一个局域网里,我们完全可以按照自己的意愿和需要来切分网络地址,同样也是定义3要素,
    地址分类,子网掩码和IP地址。

    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, A类地址的表示范围为:0.0.0.0~126.255.255.255
    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,B类地址的表示范围为:128.0.0.0~223.255.255.255
    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,C类地址的表示范围为:192.0.0.0.~223.255.255.255

    保留地址

    在IP地址中专门保留了三个区域作为私有地址,其地址范围如下:

    类型网络地址网络数
    A10.0.0.0/8 (10.x.x.x)1
    B172.16.0.0/12 (172.16.x.x ~ 172.31.x.x)16
    C192.168.0.0、16 (192.168.x.x ~ 192.168.x.x)256
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      B:可以

      C:192.168.255.255,主机号不能全为1或0,不能是192.168.255.255(C类)

      D:224超过了223,不属于A、B、C这三类网络

    • 有效性:

      A类: 1.0 -- 127

      B类: 128.0 --- 191

      C类: 192.0 --- 223

    • 保留地址的网络只能在内部进行通信,而不能与其他网络互连。因为本网络中的保留地址同样也可能被其它网络使用,如果进行网络互连,那么寻找路由时就会因为地址的不唯一而出现问题。

    • 127.21.19.109为保留地址,不能分配给主机

    • 保留地址(特殊用途的)

    • A类:127.X.X.X

      B类:169.254.X.X

    • ip地址

      一、什么是ip地址?
      简介( IPv4):

          IPv4地址由四段组成,每个字段是一个字节,即4个字节、每个字节有8位, 最大值是255(=256:0~255)。 全世界范围是唯一的
          32 位(4个字节 * 8位)的标识符。 IP地址由两部分组成,即网络地址和主机地址,二者是主从关系:

              网络号 net-id,它标志主机(或路由器)所连接到的网络,网络地址表示其属于互联网的哪一个网络
              主机号 host-id,它标志该主机(或路由器),主机地址表示其属于该网络中的哪一台主机。

          两级的 IP 地址可以记为: IP 地址 ::= { <网络号>, <主机号>} 简而言之就是:IP地址 = 网络号+主机号

      二、我们先来简单看一下互联网如何通过ip地址访问的?这个过程是怎样的呢?

          通过路由器,路由设备当中有一张路由表,该路由表记录了所有ip地址的位置,这样就可以进行包的转发了,如果我们不区分网络地址,那么这张路由表当中就要保存有所有IP地址的方向,这张路由表就会很大,所以我们的ip地址由网络号和主机号组成。

          如果不分网络号和主机号呢?

          不区分的话,那路由器的路由表就都是32位地址,这样一来路由器维护的路由表会很大,转发速度会变慢(因为查询变慢)。而且为了终端可以相互访问,所有的路由器就要求要有全Internet的地址,所有人的路由器都要有足够的内存来存下全网地址。这样的建造成本会是现在的几千几万倍,甚至更高,估计路由器都买不起了。所以有了网络地址,就可以限定拥有相同网络地址的终端都在同一个范围内,那么路由表只需要维护这个网络地址的方向,就可以找到相应的终端了。既降低了成本又简化了过程,前人真是太聪明了啊。

      ip地址分类

      IP地址编址方案:IP地址编址方案将IP地址空间划分为A、B、C、D、E五类,其中A、B、C是基本类,D、E类作为多播和保留使用。
      其中A、B、C3类(如下表格)由InternetNIC在全球范围内统一分配,D、E类为特殊地址。
      类别     最大网络数     IP地址范围     单个网段最大主机数     私有IP地址范围
      A     126(2^7-2)     0.0.0.0 ~ 127.255.255.255     16777214     10.0.0.0 ~ 10.255.255.255
      B     16384(2^14)     128.0.0.0 ~ 191.255.255.255     65534     172.16.0.0 ~ 172.31.255.255
      C     2097152(2^21)     192.0.0.0 ~ 223.255.255.255     254     192.168.0.0 ~ 192.168.255.255

      A类地址
      一个A类IP地址是指, 在IP地址的四段号码中,第一段号码为网络号码,剩下的三段号码为本地计算机的号码。如果用二进制表示IP地址的话,A类IP地址就由1字节的网络地址和3字节主机地址组成,网络地址的最高位必须是“0”。A类IP地址中网络的标识长度为8位,主机标识的长度为24位,A类网络地址数量较少,有126个网络,每个网络可以容纳主机数达1600多万台。

      A类IP地址 地址范围1.0.0.0到127.255.255.255 (二进制表示为:00000001 00000000 00000000 00000000 - 01111111 11111111 11111111 11111111)。最后一个是广播地址。

      A:0-127,其中0代表任何地址,127为回环测试地址,因此,A类ip地址的实际范围是1-126.

      A类IP地址的默认子网掩码为255.0.0.0,每个网络支持的最大主机数为256的3次方-2=16777214台。

      B类地址
      一个B类IP地址是指,在IP地址的四段号码中,前两段号码为网络号码。如果用二进制表示IP地址的话,B类IP地址就由2字节的网络地址和2字节主机地址组成,网络地址的最高位必须是“10”。B类IP地址中网络的标识长度为16位,主机标识的长度为16位,B类网络地址适用于中等规模的网络,有16384个网络,每个网络所能容纳的计算机数为6万多台。

      B类IP地址地址范围128.0.0.0-191.255.255.255(二进制表示为:10000000 00000000 00000000 00000000----10111111 11111111 11111111 11111111)。 最后一个是广播地址。

      B:128-191,其中128.0.0.0和191.255.0.0为保留ip

      实际范围是128.1.0.0–191.254.0.0
      B类IP地址的子网掩码为255.255.0.0,每个网络支持的最大主机数为256的2次方-2=65534台。

      C类地址

      一个C类IP地址是指,在IP地址的四段号码中,前三段号码为网络号码,剩下的一段号码为本地计算机的号码。如果用二进制表示IP地址的话,C类IP地址就由3字节的网络地址和1字节主机地址组成,网络地址的最高位必须是“110”。C类IP地址中网络的标识长度为24位,主机标识的长度为8位,C类网络地址数量较多,有209万余个网络。适用于小规模的局域网络,每个网络最多只能包含254台计算机。

      C类IP地址范围192.0.0.0-223.255.255.255(二进制表示为: 11000000 00000000 00000000 00000000 - 11011111 11111111 11111111 11111111)。

      C:192-223,其中192.0.0.0和223.255.255.0为保留ip

      实际范围是192.0.1.0–223.255.254.0

      C类IP地址的子网掩码为255.255.255.0,每个网络支持的最大主机数为256-2=254台

      D类IP地址
      D类IP地址在历史上被叫做多播地址(multicast address),即组播地址。在以太网中,多播地址命名了一组应该在这个网络中应用接收到一个分组的站点。多播地址的最高位必须是“1110”,范围从224.0.0.0到239.255.255.255。

      E类IP地址
      240.0.0.0~255.255.255.255
      特殊网址
      每一个字节都为0的地址(“0.0.0.0”)对应于当前主机;

      IP地址中的每一个字节都为1的IP地址(“255.255.255.255”)是当前子网的广播地址;

      IP地址中凡是以“11110”开头的E类IP地址都保留用于将来和实验使用。

      IP地址中不能以十进制“127”作为开头,该类地址中数字127.0.0.1到127.255.255.255用于回路测试,如:127.0.0.1可以代表本机IP地址,用“http://127.0.0.1”就可以测试本机中配置的Web服务器。

      网络ID的第一个8位组也不能全置为“0”,全“0”表示本地网络。

      地址区别

          公有地址
          公有地址(Public address)由Inter NIC(Internet Network Information Center因特网信息中心)负责。这些IP地址分配给注册并向Inter NIC提出申请的组织机构。通过它直接访问因特网。

    •     私有地址
          私有地址(Private address)属于非注册地址,专门为组织机构内部使用。

      以下列出留用的内部私有地址

      A类 10.0.0.0–10.255.255.255

      B类 172.16.0.0–172.31.255.255

      C类 192.168.0.0–192.168.255.255

      查询设置本机的IP

      开始 -> 运行 -> cmd -> ipconfig /all 可以查询本机的 ip 地址,以及子网掩码、网关、物理地址(Mac 地址)、DNS 等详细情况。

      设置本机的IP地址可以通过:网上邻居-> 属性 -> 本地连接 -> 属性 -> TCP/IP 就可以开始设置了。
      注意事项

      随着公网IP地址日趋紧张,中小企业往往只能得到一个或几个真实的C类IP地址。因此,在企业内部网络中,只能使用专用(私有)IP地址段。在选择专用(私有)IP地址时,应当注意以下几点:

      1、为每个网段都分配一个C类IP地址段,建议使用192.168.2.0–192.168.254.0段IP地址。由于某些网络设备(如宽带路由器或无线路由器)或应用程序(如ICS)拥有自动分配IP地址功能,而且默认的IP地址池往往位于192.168.0.0和192.168.1.0段,因此,在采用该IP地址段时,往往容易导致IP地址冲突或其他故障。所以,除非必要,应当尽量避免使用上述两个C类地址段。

      2、可采用C类地址的子网掩码,如果有必要,可以采用变长子网掩码。通常情况下,不要采用过大的子网掩码,每个网段的计算机数量都不要超过250台计算机。同一网段的计算机数量越多,广播包的数量越大,有效带宽就损失得越多,网络传输效率也越低。

      3、即使选用10.0.0.1–10.255.255.254或172.16.0.1–172.31.255.254段IP地址,也建议采用255.255.255.0作为子网掩码,以获取更多的IP网段,并使每个子网中所容纳的计算机数量都较少。当然,如果必要,可以采用变长子网掩码,适当增加可容纳的计算机数量。

      4、为网络设备的管理WLAN分配一个独立的IP地址段,以避免发生与网络设备管理IP的地址冲突,从而影响远程管理的实现。基于同样的原因,也要将所有的服务器划分至一个独立的网段。

      需要注意的是,不要以为同一网络的计算机分配不同的IP地址,就可以提高网络传输效率。事实上,同一网络内的计算机仍然处于同一广播域,广播包的数量不会由于IP地址的不同而减少,所以,仅仅是为计算机指定不同网段,并不能实现划分广播域的目的。若欲减少广播域,最根本的解决办法就是划分VLAN,然后为每个VLAN分别指定不同的IP网段。

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  • DHCP客户端获取IP地址的过程

    千次阅读 2021-07-04 17:21:44
    DHCP租约过程就是DHCP客户机动态获取IP地址的过程。 分四步走 1、客户机请求IP(客户机发DHCPdiscover广播包) 2、server相应(服务器端发了DHCPOffer广播包) 3、客户机选择IP(选择最快回应的广播包,然后发...
    dhclient -r eth0  ##清除一下ip
    dhclient eth0   ##使用dhcp自动获取ip
    ip a ##查看ip
    

    补充相关命令行知识

    DHCP租约过程就是DHCP客户机动态获取IP地址的过程。

    分四步走

    1、客户机请求IP(客户机发DHCPdiscover广播包)

    2、server相应(服务器端发了DHCPOffer广播包)

    3、客户机选择IP(选择最快回应的广播包,然后发DHCPREQUEST广播包)

    4、server确定租约(server发送DHCPACK包(成功)/DHCPNCK包(失败))

    具体解释:

    第1步:客户机请求IP

    客户机请求IP也称为DHCPDISCOVER。

    当一个DHCP客户机启动时,会自己主动将自己的IP地址配置成0.0.0.0。因为使用0.0.0.0不能进行正常通信,所以客户机就必须通过DHCPserver来获取一个合法的地址。

    因为客户机不知道DHCPserver的IP地址,所以它使用0.0.0.0的地址作为源地址,使用UDP68port作为源port,使用255.255.255.255作为目标地址,使用UDP67port作为目的port来广播请求IP地址信息

    第2步:server响应

    server响应也称为DHCPOFFER。

    当DHCPserver接收到客户机请求IP地址的信息时,它就在自己的IP地址池中查找是否有合法的IP地址提供给客户机。

    假设有。DHCPserver就将此IP地址做上标记。增加到DHCPOFFER的消息中,然后DHCPserver就广播一则包含下列信息的DHCPOFFER消息:

    DHCP客户机的MAC地址;DHCPserver提供的合法IP地址;子网掩码;默认网关(路由);租约的期限。DHCPserver的IP地址。

    由于DHCP客户机还没有IP地址,所以DHCPserver使用自己的IP地址作为源地址,使用UDP67port作为源port,使用255.255.255.255作为目标地址。使用UDP68port作为目的port来广播DHCPOFFER信息

    第3步:客户机选择IP

    客户机选择IP,也称为DHCPREQUEST。

    DHCP客户机从接收到的第一个DHCPOFFER消息中选择IP地址。发出IP地址的DHCPserver将该地址保留。这样该地址就不能提供给还有一个DHCP客户机。当客户机从第一个DHCPserver接收DHCPOFFER并选择IP地址后,DHCP租约的第三过程发生。客户机将DHCPREQUEST消息广播到全部的DHCPserver,表明它接受提供的内容。DHCPREQUEST消息包含为该客户机提供IP配置的server的服务标识符(IP地址)。DHCPserver查看server标识符字段。以确定它自己是否被选择为指定的客户机提供IP地址,假设那些DHCPOFFER被拒绝。则DHCPserver会取消提供并保留其IP地址以用于下一个IP租约请求。

    在客户机选择IP的过程中。尽管客户机选择了IP地址,可是还没有配置IP地址。而在一个网络中可能有几个DHCPserver,所以客户机仍然使用0.0.0.0的地址作为源地址,使用UDP68port作为源port。使用255.255.255.255作为目标地址。使用UDP67port作为目的port来广播DHCPREQUEST信息

    第4步:server确认租约

    server确认租约,也称为DHCPACK/DHCPNAK。

    DHCPserver接收到DHCPREQUEST消息后。以DHCPACK消息的形式向客户机广播成功的确认,该消息包括有IP地址的有效租约和其它可能配置的信息。尽管server确认了客户机的租约请求,可是客户机还没有收到server的DHCPACK消息,所以server仍然使用自己的IP地址作为源地址。使用UDP67port作为源port,使用255.255.255.255作为目标地址。使用UDP68port作为目的port来广播DHCPACK信息(见图四)。当客户机收到DHCPACK消息时,它就配置了IP地址。完毕了TCP/IP的初始化。

    假设DHCPREQUEST不成功。比如客户机试图租约先前的IP地址,但该IP地址不再可用。或者由于客户机移到其它子网,该IP无效时,DHCPserver将广播否定确认消息DHCPNAK。当客户机接收到不成功的确认时,它将又一次開始DHCP租约过程。

    假设DHCP客户机无法找到DHCPserver,它将从TCP/IP的B类网段169.254.0.0中挑选一个IP地址作为自己的IP地址,继续每隔5分钟尝试与DHCPserver进行通讯,一旦与DHCPserver取得联系。则客户机放弃自己主动配置的IP地址,而使用DHCPserver分配的IP地址。

    假设一台DHCP客户机有两个或者多个网卡,则DHCPserver会为每一个网卡分配一个唯一而有效的IP地址。

    图六:DHCP客户机IP信息

    50_thumb[1]

    能够看到client获取的IP地址是192.168.1.34。默认网关是192.168.1.10;DHCPserverIP是192.168.1.240。租约时间是6个小时。

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  • IP地址大全之IPV4版

    千次阅读 2019-02-11 12:34:58
    IP地址大全之IPV4版
                   
    IP 地 址
    我们平时说的IP地址,也就是IPv4,一般分合法IP地址和私有IP地址两类。其中,合法IP地址主要应用于Internet,用来实现Internet上的主机访问,而私有IP地址应用于局域网,用来实现局域网中计算机之间的互相通信。因此,如何为网络合理地配置IP地址,就成为一件非常重要的工作。
    IP地址表示形式
    IP地址有两种表示形式:二进制表示和点分十进制表示。现在所使用的IP地址长度均为32位,由4个8位域组成,称为八位体。八位体由句点(英文)分开,表示为一个0~255之间的十进制数据。IP地址的32个“位”分别分配给了网络号和主机号。人们易于识别的IP地址格式是点分十进制表示的。下表为一个IP地址分别以二进制和点分十进制表示的例子。
    二进制格式
    点分十进制
    11000000 10101000 01100100 10101000
    192.168.100.180
    由于IP地址的每个部分都是1字节(8位),所以其值必须在0至255之间(包含0和255),即8位全0时是0,8位全1时是255(27+26+25+24+23+22+21 +20=255)。
    IP地址包括2个部分,即网络部分和主机(或节点)部分。网络号用于确定某一特定的网络,主机号用于确定该网络中某一特定的主机。网络号类似于长途电话号码中的区号,主机号类似于市话中的电话号码。同一网络上所有主机需要同一个网络号,该号在互联网中是唯一的。主机号确定网络中的一个客户端、服务器、无线AP、交换机或其他TCP/IP主机。对同一个网络号来说,主机号是唯一的。因此,即使主机号相同,但网络号不同,则仍然能够区分2台不同的主机,同样,在同一网络中,则绝对不能有主机号完全相同的两台计算机,如图2-2所示。
    2-2  网络中的不同网段
     
     
     
    合法IP地址分类
    所谓合法IP地址,是指由IP地址管理部门分配的、能够被路由至Internet、并且在Internet中是唯一的,可以被Internet中的其他主机访问到的IP地址。企业网络若欲实现Internet服务,就必须至少拥一个合法的IP地址。
    如果简单地将前2个字节规划为网络号,那么将由于任何网络上都不可能有21665536)台以上的主机,而浪费非常宝贵的地址空间。为了有效地利用有限的地址空间,IP地址根据头几位划分为5类,即A类、B类、C类、D类和E类。
    1. A

    A
    类地址用于超大规模网络,IP地址范围为1.0.0.0~126.255.255.255。其中,网络标识占1个字节,第1位为“0”,允许有27-2=126A类网络,每个网络大约允许有1670万台主机。不过可惜的是,拥有这么多主机的网络几乎不存在,因此,不免有些浪费,不过可以借助于子网掩码来解决这个问题。
    【注意】  网络号不能为127,因为该网络号被保留用作回路及诊断功能。
    2. B

    B
    类地址用于大中型规模网络,IP地址范围为128.0.0.0~191.255.255.255。其中,网络标识占2个字节,分别为“10”,允许有214=16 383个网络,每个网络大约允许有65 533台主机,同样,B类地址也可以借助子网掩码划分多个子网。当然,拥有这么多数量的网络也非常罕见,所以,目前也被重新划分。

    3. C

    C
    类地址用于小型网络,IP地址范围为192.0.0.0~223.255.255.255。其中,网络标识占3个字节,分别为“110”,允许有221=2 097 151个网络,每个网络大约允许有254台主机。
    4. D

    D类地址用于多路广播组用户,IP地址范围为224.0.0.0~239.255.255.255。在这些组中,可以有一台或多台主机,甚至也可以没有主机。其中,网络标识占4个字节,分别为“1110”。目前使用的视频会议等应用系统都采用了组播技术进行传输。
    5. E

    E类地址是一种仅供试验的地址,还没有实际的应用,它为将来的应用作保留。IP地址范围为240.0.0.0~247.255.255. 255。其中,网络标识占4个字节,分别为“1111”
    6.
    特殊IP地址
    特殊的IP地址主要包括以下几类:
    网络地址。IP中主机地址为0的地址表示网络地址,如192.168.0.0
    广播地址。广播地址是指同时向网上所有的主机发送报文,例如192.168.255.255就是B类地址中的一个广播地址,如果将信息送到此地址,就是将信息发送到网络号为192.168的所有主机。
    回送地址。回送地址特指127.0.0.1,用于测试网卡驱动程序、TCP/IP协议是否正确安装,网卡是否工作正常。
    在计算网络中的主机数量时,应当比2xx指用于标识主机的位数)少2。原来主机号部分全为0和全1(指二进制)的IP地址,只能用于网络内的广播,即利用该地址将该信息传送至网络内的每一台主机,因此,是不能分配给某个特定的主机使用的,所以,每个网络中所容纳的主机必然是“2x–2”台。
     
     
     
    私有IP地址
    IANA(Internet Assigned Numbers Authority)将A、B、C类地址的一部分保留下来,作为私人IP地址空间,专门用于各类专有网络(如企业网、校园网和行政网等)的使用。私有IP地址段如下表所示:
    IP地址范围
    网络号
    网络数
    A
    10.0.0.010.255.255.255
    10
    1
    B
    172.16.0.0172.31.255.255
    172.16172.61
    16
    C
    192.168.0.0192.168.255.255
    192.168.0192.168.255
    255
    当局域网通过路由设备与广域网连接时,路由设备会自动将该地址段的信号隔离在局域网内部,因此,不用担心所使用的保护IP地址与其他局域网中使用的同一地址段的保留IP地址发生冲突(即IP地址完全相同)。所以,完全可以放心大胆地根据自己的需要(主要考虑所需的网络数量和网络内计算机的数量)选用适当的专有网络地址段,设置本企业局域网中的IP地址。路由器或网关会自动将这些IP地址拦截在局域网络之内,而不会将其路由到公有网络中,因此,即使在两个局域网中均使用相同的私人IP地址段,彼此之间也不会发生冲突。在IP地址资源已非常紧张的今天,这种技术手段被越来越广泛地应用于各种类型的网络之中。当然,使用内部IP地址的计算机也可以通过局域网访问Internet,不过需要使用代理服务器才能完成。
    当企业网络所拥有的IP地址比较少,甚至只有1个时(ISP往往只给企业提供1个IP地址),那么,在企业内部就必须采用私有IP地址,然后,再借助地址映射或代理服务器实现Internet连接共享,并借助端口映射,将网络内部的服务器发布到Internet。小型企业可以选择“192.168.0.0”地址段,大中型企业则可以选择“172.16.0.0”或“10.0.0.0”地址段。
     
    子网掩码与变长子网掩码
    子网掩码,是与IP地址结合使用的一种技术。它的主要作用有两个:(1)是用于确定IP地址中的网络号和主机号,(2)是用于将一个大的IP网络划分为若干小的子网络。
    默认子网掩码
    子网掩码以4个字节24位表示,默认子网掩码如下表所示:
    类别
    子网掩码(以二进制表示)
    子网掩码(以十进制表示)
    A
    11111111 00000000 00000000 00000000
    255.0.0.0
    B
    11111111 11111111 00000000 00000000
    255.255.0.0
    C
    11111111 11111111 11111111 00000000
    255.255.255.0
    子网掩码中为1的部分定位网络号,为零的部分定位主机号。因此,当IP地址与子网掩码二者相与(and)时,非零部分即为网络号,为零部分即为主机号。
    例如,IP地址为192.168.1.1,子网掩为255.255.255.0时,网络号为192.168.1。
    转化为二进制进行运算:
    IP地址
    11010000.10101000.00000001.00000001
    子网掩码
    11111111.11111111.11111111.00000000
    AND运算
    11000000.10101000.00000001.00000000
    转化为十进制后为:192.168.1.0,所以,网络号为192.168.1。
    再如,IP地址为192.168.1.1,子网掩为255.255.0.0时,网络号为192.168。
    转化为二进制进行运算:
    IP地址
    11010000.10101000.00000001.00000001
    子网掩码
    11111111.11111111.00000000.00000000
    AND运算
    11000000.10101000.00000000.00000000
    转化为十进制后为192.168.0.0,所以,网络号为192.168。
    既然子网掩码可以决定IP地址的哪一部分是网络号,而子网掩码又可以人工进行设定,因此,就可以通过修改子网掩码的方式改变原有地址分类中规定的网络号和主机号。即根据实际既要,既可以使用B类或C类地址的子网掩码(即255.255.0.0或255.255.255.0),将原有的A类地址的网络号由一个字节改变为二个或三个字节,或者使用C类地址的子网掩码(即255.255.255.0),将原有B类地址的网络号由二个字节改变为三个字节,从而增加网络数量,减少每个网络中的主机容量;也可以使用B类地址的子网掩码(即255.255.0.0)将C类地址的子网掩码由三个字节改变为二个字节,从而增加每个网络中的主机容量,减少网络数。
     
    变长子网掩码
    既然子网掩码中为1的部分可以定义为网络号,那么,就可以通过加长子网掩码的方式,将掩码中原本为0的最高位部分修改为1,从而使得本来应当属于主机号的部分改变成为网络号,进而达到划分子网的目的,这就是变长子网掩码。变长子网掩码在局域网中较少用到,在Internet中则是屡见不鲜。
    例如,现有一个C类网络地址211.82.216,毫无疑问,所有的IP地址在192.168.100.1 ~ 192.168.100.254之间的主机都处于同一个网络之中。但是,如果需要将网络划分为5个子网,应当如何处理?很简单,可以将255.255.255.0中第4个字节中的前3位作为子网掩码,即将子网掩码的第4字节由00000000修改为11100000,由于11100000的十进制值为224,所以,子网掩码即改变为255.255.255.224。11100000中的前3位共有000、001、010、011、100、101、110和111等8种不同的组合方式,除去000和111作为保留地址不能够使用外,尚有6种组合可以建立子网。各子网的前3个字节当然仍然是211.82.210各子网提供的IP地址范围如下表所示:
    子网
    第四字节(二进制)
    第四字节(十进制)
    IP地址范围
    1
    000000000001111
    031
    192.168.100.0192.168.100.31
    2
    0010000100111110
    3263
    192.168.100.32192.168.100.63
    3
    0100000101111110
    6495
    192.168.100.64192.168.100.95
    4
    0110000101111110
    96127
    192.168.100.96192.168.100.127
    5
    1000000110011110
    128159
    192.168.100.128192.168.100.159
    6
    1010000110111110
    160191
    192.168.100.160192.168.100.191
    7
    1110000111111110
    192223
    192.168.100.192192.168.100.223
    8
    11100000
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