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  • 关于IP网络号和主机号的原理

    万次阅读 多人点赞 2017-06-20 16:09:39
    网络号和主机号具体怎么弄出来的? ? ? ?   1、标准分类的ip地址的网络号是,  A类是前8位  B类是前16位  C类是前24位  举一个例子  如172.16.10.2,因为172.16.10.2是B类地址,所以172.16所代表...

    网络号和主机号具体怎么弄出来的? ? ? ?

     

    1、标准分类的ip地址的网络号是, 
    A类是前8位 
    B类是前16位 
    C类是前24位 
    举一个例子 
    如172.16.10.2,因为172.16.10.2是B类地址,所以172.16所代表的位就是网络号的位,后面10.2代表的位是主机位,A类C类和例子结构相同,就是位数不同。 
    2、如果不是标准的ip地址,就是要划子网的,就不一样了。要看后面的位数来确定 
    如192.168.15.2/26,后面的26代表网络号位数是26位,剩下的6位是主机号;前24位是标准的网络号,后俩位是为划分子网从主机号分出来的,也划分到网络号里。 
    子网掩码与IP地址子网掩码与IP地址结合使用,可以区分出一个网络地址 
    的网络号和主机号。
     
    例如:有一个C类地址为: 
    192.9.200.13 其缺省的子网掩码为: 
    255.255.255.0 则它的网络号和主机号可按如下方法得到: 
    ①将IP地址192.9.200.13转换为二进制

    11000000 00001001 11001000 00001101
    ②将子网掩码255.255.255.0转换为二进制

    11111111 11111111 11111111 00000000 
    ③将两个二进制数逻辑与(AND)运算后得出的结果即为网络部分

    11000000 00001001 11001000 00001101
     AND

    11111111 11111111 11111111 00000000 

    结果为:
    11000000 00001001 11001000 00000000 即192.9.200.0,
    即网络号为192.9.200.0 
    ④将子网掩码取反再与IP地址逻辑与(AND)后得到的结果即为主机部分11000000 00001001 11001000 00001101 

    AND

    00000000 00000000 00000000 11111111 

    结果为:
    00000000 00000000 00000000 00001101 即0.0.0.13,

    即主机号为13(0.0.0.13)


    如何计算网络地址? ? ? ? ?
      我们日常生活中的地址如:北大街1号,从字面上就能看出街道地址是北大街,而我们从IP地址中却难以看出网络地址,要计算网络地址,必须借助我们上边提到过的子网掩码。  
      计算过程是这样的,将IP地址和子网掩码都换算成二进制,然后进行与运算,结果就是网络地址。与运算如下所示,上下对齐,1位1位的算,1与1=1 ,其余组合都为0。 
                      1...0...1...0 
                      1...0...0...0 
                  与运算________________  
                      1...0...0...0  
      例如:计算IP地址为:202.99.160.50子网掩码是255.255.255.0的网络地址步骤如下: 
      1)将IP地址和子网掩码分别换算成二进制 
      202.99.160.50 换算成二进制为 11001010?01100011?10100000?00110010 
      255.255.255.0 换算成二进制为 11111111?11111111?11111111?00000000 
      2)将二者进行与运算 
                 11001010?01100011?10100000?00110010 
                 11111111?11111111?11111111?00000000 
             与运算________________________________________ 
                 11001010?01100011?10100000?00000000 
      3)将运算结果换算成十进制,这就是网络地址。 
      11001010?01100011?10100000?00000000换算成十进制就是202.99.160.0 
      现在我们就可以解答上面三种情况的通与不通的问题了。 
      1、从下面运算结果可以看出二台计算机的网络地址都为192.168.0.0且IP地址不同,所以可以通。 
               192.168.0.1      11000000.10101000.00000000.00000001 
               255.255.255.0     11111111.11111111.11111111.00000000 
           与运算_________________________________________________________
               192.168.0.0      11000000.10101000.00000000.00000000 
               192.168.0.200     11000000.10101000.00000000.11001000 
               255.255.255.0     11111111.11111111.11111111.00000000 
           与运算_________________________________________________________
               192.168.0.0      11000000.10101000.00000000.00000000 
      2、从下面运算结果可以看出1号机的网络地址为192.168.0.0,2号机的网络地址为192.168.1.0 不在一个网络,所以不通。 
               192.168.1.200     11000000.10101000.00000001.11001000 
               255.255.255.0     11111111.11111111.11111111.00000000 
           与运算__________________________________________________________
               192.168.1.0      11000000.10101000.00000001.00000000 
      3、从下面运算结果可以看出1号机的网络地址为192.168.0.0,2号机的网络地址为192.168.0.192 不在一个网络,所以不通 
               192.168.0.1      11000000.10101000.00000000.00000001 
               255.255.255.192    11111111.11111111.11111111.11000000 
           与运算_________________________________________________________
               192.168.0.0      11000000.10101000.00000000.00000000 
               192.168.0.200     11000000.10101000.00000000.11001000
               255.255.255.192     11111111.11111111.11111111.11000000 
           与运算________________________________________________________
               192.168.0.182     11000000.10101000.00000000.11000000 
      相信看到这应该明白了为何计算网络地址和如何计算了,但也许还有很多疑问,如IP地址为什么写成这样,子网掩码到底是怎么回事等等,别急,下面慢慢介绍。 
    三、计算相关地址—通过IP地址和子网掩码与运算计算相关地址 
      知道IP地址和子网掩码后可以算出: 
      ●网络地址 
      ● 广播地址 
      ● 地址范围 
      ● 本网有几台主机 

      【例1】下面例子IP地址为192?168?100?5 子网掩码是255?255?255?0。算出网络地址、广播地址、地址范围、主机数。 
      1、分步骤计算 
      1)将IP地址和子网掩码换算为二进制,子网掩码连续全1的是网络地址,后面的是主机地址。 虚线前为网络地址,虚线后为主机地址 
               192.168.100.5     11000000.10101000.01100100.00000101 
               255.255.255.0     11111111.11111111.11111111.00000000 
      2)IP地址和子网掩码进行与运算,结果是网络地址 
               192.168.100.5     11000000.10101000.01100100.00000101 
               255.255.255.0     11111111.11111111.11111111.00000000 
           与运算 ______________________________________________________________ 
          结果为: 192.168.100.0     11000000.10101000.01100100.00000000 
      3) 将上面的网络地址中的网络地址部分不变,主机地址变为全1,结果就是广播地址。 
        网络地址为: 192.168.100.0     11000000.10101000.01100100.00000000 
        ___________________________________________________________________________ 
        将主机地址变为全1  
        广播地址为: 192.168.100.255    11000000.10101000.01100100.11111111  
      4) 地址范围就是含在本网段内的所有主机 
        网络地址+1即为第一个主机地址,广播地址-1即为最后一个主机地址,由此可以看出 
        地址范围是: 网络地址+1  至  广播地址-1 
        本例的网络范围是:192?168?100?1  至  192?168?100?254 
        也就是说下面的地址都是一个网段的。 
        192?168?100?1、192?168?100?2 ... 192?168?100?20 ... 192?168?100?111... 192?168?100?254  
      5) 主机的数量 
        主机的数量=2二进制的主机位数-2 
      减2是因为主机不包括网络地址和广播地址。本例二进制的主机位数是8位。 
        主机的数量=2^8-2=254 
      2、总体计算 
      我们把上边的例子合起来计算一下过程如下: 
               192.168.100.5     11000000.10101000.01100100.00000101 
               255.255.255.0     11111111.11111111.11111111.00000000 
      2)IP地址和子网掩码进行与运算,结果是网络地址 
                192.168.100.5    11000000.10101000.01100100.00000101 
                255.255.255.0    11111111.11111111.11111111.00000000 
        与运算   _________________________________________________________
        结果为网络地址:192.168.100.0     11000000.10101000.01100100.00000000
              将结果中的网络地址部分不变,主机地址变为全1 
        结果为广播地址:192.168.100.0  即  11000000.10101000.01100100.11111111  
           广播地址为: 192.168.100.255 即  11000000.10101000.01100100.11111111  
        主机的数量:                           2^8-2=254 
        地址范围是:   网络地址: 192.168.100.0 ...... 广播地址为: 192.168.100.255 
        主机的地址范围是:网络地址+1:192.168.100.1 ...... 广播地址为: 192.168.100.254  
      【例2】IP地址为128?36?199?3 子网掩码是255?255?240?0。算出网络地址、广播地址、地址范围、主机数。 
      1) 将IP地址和子网掩码换算为二进制,子网掩码连续全1的是网络地址,后面的是主机地址, 虚线前为网络地址,虚线后为主机地址 
               128?36?199?3            10000000?00100100?1100 0111?00000011 
               255?255?240?0          11111111?11111111?1111 0000?00000000 
      2)IP地址和子网掩码进行与运算,结果是网络地址 
               128?36?199?3            10000000?00100100?1100 0111?00000011 
               255?255?240?0          11111111?11111111?1111 0000?00000000 
       与运算   __________________________________________________________
       结果为网络地址:128?36?192?0   10000000?00100100?1100 0000?00000000 
      3)将运算结果中的网络地址不变,主机地址变为1,结果就是广播地址。 
               128?36?192?0   10000000?00100100?1100 0000?00000000 
             ______________________________________________________________ 
         广播地址: 128?36?207?255        10000000?00100100?1100 1111?11111111  
      4) 地址范围就是含在本网段内的所有主机 
      网络地址+1即为第一个主机地址,广播地址-1即为最后一个主机地址,由此可以看出 
      本例的网络范围是:128?36?192?1   至    128?36?207?254 
      5) 主机的数量 
      主机的数量=2二进制位数的主机-2=212-2=4094 
      从上面两个例子可以看出不管子网掩码是标准的还是特殊的,计算网络地址、广播地址、地址数时只要把地址换算成二进制,然后从子网掩码处分清楚连续1以前的是网络地址,后是主机地址进行相应计算即可
    如何直接广播地址和受限广播地址的区别? ? ? ? ?
    广播地址是一种特殊的IP地址形式,一种是直接广播地址,一种是有限广播地址。 
    直接广播地址包含一个确定的网络号和一个全“1”的主机号,如你说的202.163.30.255就是一个直接广播地址。 255就是一个主机号,202则是C类的IP地址,C类IP地址就是我们常接触到的。 
    受限广播地址是32位全1的IP地址(255.255.255.255)。受限的广播地址是255.255.255.255。该地址用于主机配置过程中IP数据报的目的地址,此时,主机可能还不知道它所在网络的网络掩码,甚至连它的IP地址也不知道。在任何情况下,路由器都不转发目的地址为受限的广播地址的数据报,这样的数据报仅出现在本地网络中。
    例子:

    ip 地址  121.175.21.9

    子网掩码 255.192.0.0

    求 网络地址 主机号 直接广播地址 ?

    121开头的IP地址是个A类IP地址,

    二进制:01111001 10101111 00010101 00001001 

    子网掩码 255.192.0.0  二进制的:11111111 11000000 00000000 00000000,做与运算,

    可以得出网络地址是:01111001 10000000 00000000 00000000 

    十进制是:121.128.0.0/10

    把网络地址中的主机地址部分全为1就可以得到直接广播地址(上面红色部分是网络地址。黑色部分是主机地址。)

    01111001 10111111 11111111 11111111

    十进制的直接广播地址:121.191.255.255 

    IP地址的子网划分??????

    你一定对IP地址有所了解吧?我们知道在INTERNET中广泛使用的TCP/IP协议就是利用IP地址来区别不同的主机的。如果你曾经进行过TCP/IP协议设置,那么你一定会遇到子网掩码(Subnet mask)这一名词,那么你知道什么是子网掩码吗?它有什么作用呢?

     我们知道IP地址是一个4字节(共32bit)的数字,被分为4段,每段8位,段与段之间用句点分隔。为了便于表达和识别,IP地址是以十进制形式表示的如210.52.207.2,每段所能表示的十进制数最大不超过255。IP地址由两部分组成,即网络号(Netgwork ID)和主机号(Host ID)。网络号标识的是Internet上的一个子网,而主机号标识的是子网中的某台主机。网际地址分解成两个域后,带来了一个重要的优点:IP数据包从网际上的一个网络到达另一个网络时,选择路径可以基于网络而不是主机。在大型的网际中,这一点优势特别明显,因为路由表中只存储网络信息而不是主机信息,这样可以大大简化路由表。IP地址根据网络号和主机号的数量而分为A、B、C三类:

     A类IP地址:用7位(bit)来标识网络号,24位标识主机号,最前面一位为"0",即A类地址的第一段取值介于1~126之间。A类地址通常为大型网络而提供,全世界总共只有126个只可能的A类网络,每个A类网络最多可以连接16777214台主机。

     B类IP地址:用14位来标识网络号,16位标识主机号,前面两位是"10"。B类地址的第一段取值介于128~191之间,第一段和第二段合在一起表示网络号。B类地址适用于中等规模的网络,全世界大约有16000个B类网络,每个B类网络最多可以连接65534台主机。

     C类IP地址:用21位来标识网络号,8位标识主机号,前面三位是"110"。C类地址的第一段取值介于192~223之间,第一段、第二段、第三段合在一起表示网络号。最后一段标识网络上的主机号。C类地址适用于校园网等小型网络,每个C类网络最多可以有254台主机。

     从上面的介绍我们知道,IP地址是以网络号和主机号来标示网络上的主机的,只有在一个网络号下的计算机之间才能"直接"互通,不同网络号的计算机要通过网关(Gateway)才能互通。但这样的划分在某些情况下显得并十分不灵活。为此IP网络还允许划分成更小的网络,称为子网(Subnet),这样就产生了子网掩码。子网掩码的作用就是用来判断任意两个IP地址是否属于同一子网络,这时只有在同一子网的计算机才能"直接"互通。那么怎样确定子网掩码呢?

     前面讲到IP地址分网络号和主机号,要将一个网络划分为多个子网,因此网络号将要占用原来的主机位,如对于一个C类地址,它用21位来标识网络号,要将其划分为2个子网则需要占用1位原来的主机标识位。此时网络号位变为22位为主机标示变为7位。同理借用2个主机位则可以将一个C类网络划分为4个子网……那计算机是怎样才知道这一网络是否划分了子网呢?这就可以从子网掩码中看出。子网掩码和IP地址一样有32bit,确定子网掩码的方法是其与IP地址中标识网络号的所有对应位都用"1",而与主机号对应的位都是"0"。如分为2个子网的C类IP地址用22位来标识网络号,则其子网掩码为:11111111 11111111 11111111 10000000即255.255.255.128。于是我们可以知道,A类地址的缺省子网掩码为255.0.0.0,B类为255.255.0.0,C类为255.255.255.0。下表是C类地址子网划分及相关子网掩码:

    子网位数 子网掩码      主机数 可用主机数

    1      255.255.255.128  128   126

    2      255.255.255.192  64    62

    3      255.255.255.224  32    30

    4      255.255.255.240  16    14

    5      255.255.255.248  8     6

    6      255.255.255.252   4     2

     你可能注意到上表分了主机数和可用主机数两项,这是为什么呢?因为但当地址的所有主机位都为"0"时,这一地址为线路(或子网)地址,而当所有主机位都为"1"时为广播地址。

     同时我们还可以使用可变长掩码(VLSM)就是指一个网络可以用不同的掩码进行配置。这样做的目的是为了使把一个网络划分成多个子网更加方便。在没有VLSM的情况下,一个网络只能使用一种子网掩码,这就限制了在给定的子网数目条件下主机的数目。例如你被分配了一个C类地址,网络号为192.168.10.0,而你现在需要将其划分为三个子网,其中一个子网有100台主机,其余的两个子网有50台主机。我们知道一个C类地址有254个可用地址,那么你如何选择子网掩码呢?从上表中我们发现,当我们在所有子网中都使用一个子网掩码时这一问题是无法解决的。此时VLSM就派上了用场,我们可以在100个主机的子网使用255.255.255.128这一掩码,它可以使用192.168.10.0到192.168.10.127这128个IP地址,其中可用主机号为126个。我们再把剩下的192.168.10.128到192.168.10.255这128个IP地址分成两个子网,子网掩码为255.255.255.192。其中一个子网的地址从192.168.10.128到192.168.10.191,另一子网的地址从192.168.10.192到192.168.10.255。子网掩码为255.255.255.192每个子网的可用主机地址都为62个,这样就达到了要求。可以看出合理使用子网掩码,可以使IP地址更加便于管理和控制。

     

    1、IP地址的表示方法
    IP地址 = 网络号+主机号
        把整个Internet网堪称单一的网络,IP地址就是给每个连在Internet网的主机分配一个在全世界范围内唯一的标示符,Internet管理委员会定义了A、B、C、D、E五类地址,在每类地址中,还规定了网络编号和主机编号。在 TCP/IP协议中,IP地址是以二进制数字形式出现的,共32bit,1bit就是二进制中的1位,但这种形式非常不适用于人阅读和记忆。因此Internet管理委员会决定采用一种"点分十进制表示法"表示IP地址:面向用户的文档中,由四段构成的32 比特的IP地址被直观地表示为四个以圆点隔开的十进制整数,其中,每一个整数对应一个字节(8个比特为一个字节称为一段)。A、B、C类最常用,下面加以介绍。本文介绍的都是版本4的IP地址,称为IPv4.

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    从上图可以看出:

    · A类地址:A类地址的网络标识由第一组8位二进制数表示, A类地址的特点是网络标识的第一位二进制数取值必须为"0"。不难算出,A类地址第一个地址为00000001,最后一个地址是01111111,换算成十进制就是127,其中127留作保留地址,A类地址的第一段范围是:1~126,A类地址允许有27 -2=126个网段(减2是因为0不用,127留作它用),网络中的主机标识占3组8位二进制数,每个网络允许有224-2=16777216台主机(减2是因为全0地址为网络地址,全1为广播地址,这两个地址一般不分配给主机)。通常分配给拥有大量主机的网络。

    · B类地址:B类地址的网络标识由前两组8位二进制数表示,网络中的主机标识占两组8位二进制数,B类地址的特点是网络标识的前两位二进制数取值必须为"10"。 B类地址第一个地址为10000000,最后一个地址是10111111,换算成十进制B类地址第一段范围就是128~191,B类地址允许有214 =16384个网段,网络中的主机标识占2组8位二进制数,每个网络允许有216-2=65533台主机,适用于结点比较多的网络。

    · C类地址:C类地址的网络标识由前3组8位二进制数表示,网络中主机标识占1组8位二进制数C类地址的特点是网络标识的前3位二进制数取值必须为"110"。C类地址第一个地址为11000000,最后一个地址是11011111,换算成十进制C类地址第一段范围就是192~223,C类地址允许有221 =2097152个网段,网络中的主机标识占1组8位二进制数,每个网络允许有28-2= 254台主机,适用于结点比较少的网络。


        有些人对范围是2x不太理解,举个简单的例子加以说明。如C类网,每个网络允许有28-2= 254台主机是这样来的。因为C类网的主机位是8位,变化如下:
        00000000
        00000001
        00000010
        00000011
        ……
        11111110
        11111111
        除去00000000和11111111不用外,从00000001到11111110共有254个变化,也就是28-2个。下图是IP地址的使用范围。

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    2、几个特殊的IP地址
    1)私有地址
        上面提到IP地址在全世界范围内唯一,看到这句话你可能有这样的疑问,像192.168.0.1这样的地址在许多地方都能看到,并不唯一,这是为何?Internet管理委员会规定如下地址段为私有地址,私有地址可以自己组网时用,但不能在Internet网上用,Internet网没有这些地址的路由,有这些地址的计算机要上网必须转换成为合法的IP地址,也称为公网地址,这就像有很到的世界公园,每个公园内都可命名相同的大街,如香榭丽舍大街,但对外我们只能看到公园的地址和真正的香榭丽舍大街。下面是A、B、C类网络中的私有地址段。你自己组网时就可以用这些地址了。
        10.0.0.0~10.255.255.255
        172.16.0.0~172.131.255.255
        192.168.0.0~192.168.255.255
    2)回送地址
        A类网络地址127是一个保留地址,用于网络软件测试以及本地机进程间通信,叫做回送地址(loopback address)。无论什么程序,一旦使用回送地址发送数据,协议软件立即返回之,不进行任何网络传输。含网络号127的分组不能出现在任何网络上。
    小技巧:

    · Ping 127.0.0.1,如果反馈信息失败,说明IP协议栈有错,必须重新安装TCP/IP协议。如果成功,ping本机IP地址,如果反馈信息失败,说明你的网卡不能和IP协议栈进行通信。

    · 如果网卡没接网线,用本机的一些服务如Sql Server、IIS等就可以用127.0.0.1这个地址。


    3)广播地址
        TCP/IP规定,主机号全为"1"的网络地址用于广播之用,叫做广播地址。所谓广播,指同时向同一子网所有主机发送报文。
    4)网络地址
         TCP/IP协议规定,各位全为"0"的网络号被解释成"本"网络。由上可以看出:一、含网络号127的分组不能出现在任何网络上;二、主机和网关不能为该地址广播任何寻径信息。由以上规定可以看出,主机号全"0"全"1"的地址在TCP/IP协议中有特殊含义,一般不能用作一台主机的有效地址。
    3、子网掩码
        从上面的例子可以看出,子网掩码的作用就是和IP地址与运算后得出网络地址,子网掩码也是32bit,并且是一串1后跟随一串0组成,其中1表示在IP地址中的网络号对应的位数,而0表示在IP地址中主机对应的位数。
    1)标准子网掩码
         A类网络(1 - 126) 缺省子网掩码:255·0·0·0
        255·0·0·0 换算成二进制为 11111111·00000000·00000000·00000000
        可以清楚地看出前8位是网络地址,后24位是主机地址,也就是说,如果用的是标准子网掩码,看第一段地址即可看出是不是同一网络的。如21.0.0.0.1和21.240.230.1,第一段为21属于A类,如果用的是默认的子网掩码,那这两个地址就是一个网段的。
        B类网络(128 - 191) 缺省子网掩码:255·255·0·0
        C类网络(192 - 223) 缺省子网掩码:255·255·255·0
        B类、C类分析同上。
    2) 特殊的子网掩码
        标准子网掩码出现的都是255和0的组合,在实际的应用中还有下面的子网掩码
        255·128·0·0
        255·192·0·0
        。。。。。。
        255·255·192·0
        255·255·240·0
        。。。。。。
        255·255·255·248
        255·255·255·252
        这些子网掩码又是什么意思呢?这些子网掩码的出现是为了把一个网络划分成多个网络。
        还记得上面的例子吗?如下所示:192·168·0·1和192·168·0·200如果是默认掩码255.255.255.0两个地址就是一个网络的,如果掩码变为255.255.255.192这样各地址就不属于一个网络了。下面的子网划分将作详细介绍。


     

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        表1是几个子网掩码计算过程中非常有用的十进制和二进制的对照

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  • 利用IP地址的分类区分主机和网络位 A 类 0.0.0.0 - 127.255.255.255 网络位是IP地址的前8个Bit 剩下的24位就是主机位 B 类 128.0.0.0 -191.255.255.255 网络位是IP地址的前16个Bit 剩下的16位就是主机位 C类 192.0...

    利用IP地址的分类区分主机位和网络位

    A 类
    0.0.0.0 - 127.255.255.255 网络位是IP地址的前8个Bit 剩下的24位就是主机位
    B 类
    128.0.0.0 -191.255.255.255 网络位是IP地址的前16个Bit 剩下的16位就是主机位
    C类
    192.0.0.0 - 223.255.255.255 网络位是IP地址的前24个Bit 剩下的8位就是主机位


    D类
    224.0.0.0 - 239.255.255.255 组播地址 不进行下发使用的IP地址
    E 类
    240.0.0.0 - 225.255.255.255 保留地址 不进行下发使用的IP地址

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  • 如何计算IP地址的网络号和主机号?

    万次阅读 多人点赞 2015-05-28 20:17:46
    网间网技术采用一种全局通用的地址格式,为全网的每一网络和每一主机都分配一个网间网地址,以此屏蔽物理网络地址的差异。IP协议提供一种全网间网通用的地址格式,并在统一管理下进行地址分配,保证一个地址对应一台...
    IP地址与网络分类 (1)IP地址 

    不同的物理网络技术有不同的编址方式;不同物理网络中的主机,有不同的物理网络地址。网间网技术是将不同物理网络技术统一起来的高层软件技术。网间网技术采用一种全局通用的地址格式,为全网的每一网络和每一主机都分配一个网间网地址,以此屏蔽物理网络地址的差异。IP协议提供一种全网间网通用的地址格式,并在统一管理下进行地址分配,保证一个地址对应一台网间网主机(包括网关),这样物理地址的差异被IP层所屏蔽。IP层所用到的地址叫做网间网地址,又叫IP地址。它由网络号和主机号两部分组成,统一网络内的所有主机使用相同的网络号,主机号是唯一的。IP地址是一个32为的二进制数,分成4个字段,每个字段8位。 


    (2)三类主要的网络地址 

    我们知道,从LAN到WAN,不同种类网络规模相差很大,必须区别对待。因此按网络规模大小,将网络地址分为主要的三类,如下: 
    A类: 
    0 1 
    2 3 8 16 24 
    3 1 0网络号主机号 
    B类: 
    1 0网络号主机号 
    C类: 
    1 1 0网络号主机号 

    A类地址用于少量的(最多27个)主机数大于216的大型网,每个A类网络可容纳最多224台主机;B类地址用于主机数介于28~216之间数量不多不少的中型网,B类网络最多214个;C类地址用于每个网络只能容纳28台主机的大量小型网,C类网络最多221个。 

    除了以上A、B、C三个主类地址外,还有另外两类地址,如下: 
    D类: 
    1 1 1 0多目地址 
    E类: 
    1 1 1 1 
    0留待后用 
    其中多目地址(multicast address)是比广播地址稍弱的多点传送地址,用于支持多目传输技术。E类地址用于将来的扩展之用。 


    (3)TCP/IP规定网络地址 
    除了一般地标识一台主机外,还有几种具有特殊意义的特殊形式。 
    *广播地址 

    TCP/IP规定,主机号全为“1”的网络地址用于广播之用,叫做广播地址。所谓广播,指同时向网上所有主机发送报文。 
    *有限广播 

    前面提到的广播地址包含一个有效的网络号和主机号,技术上称为直接广播(directed 
    boradcasting)地址。在网间网上的任何一点均可向其他任何网络进行直接广播,但直接广播有一个缺点,就是要知道信宿网络的网络号。 

    有时需要在本网络内部广播,但又不知道本网络网络号。TCP/IP规定,32比特全为“1”的网间网地址用于本网广播,该地址叫做有限广播地址(limited 
    broadcast address)。 
    *“0”地址 
    TCP/IP协议规定,各位全为“0”的网络号被解释成“本”网络。 
    *回送地址 

    A类网络地址127是一个保留地址,用于网络软件测试以及本地机进程间通信,叫做回送地址(loopback 
    address)。无论什么程序,一旦使用回送地址发送数据,协议软件立即返回之,不进行任何网络传输。 

    TCP/IP协议规定,一、含网络号127的分组不能出现在任何网络上;二、主机和网关不能为该地址广播任何寻径信息。由以上规定可以看出,主机号全“0”全“1”的地址在TCP/IP协议中有特殊含义,不能用作一台主机的有效地址。 


    二、子网掩码 


    (1)子网TCP/IP网间网技术产生于大型主流机环境中,它能发展到今天的规模是当初的设计者们始料未及的。网间网规模的迅速扩展对IP地址模式的威胁并不是它不能保证主机地址的唯一性,而是会带来两方面的负担:第一,巨大的网络地址管理开销;第二,网关寻径急剧膨胀。其中第二点尤为突出,寻径表的膨胀不仅会降低网关寻径效率(甚至可能使寻径表溢出,从而造成寻径故障),更重要的是将增加内外部路径刷新时的开销,从而加重网络负担。 

    因此,迫切需要寻求新的技术,以应付网间网规模增长带来的问题。仔细分析发现,网间网规模的增长在内部主要表现为网络地址的增减,因此解决问题的思路集中在:如何减少网络地址。于是IP网络地址的多重复用技术应运而生。 

    通过复用技术,使若干物理网络共享同一IP网络地址,无疑将减少网络地址数。 
    子网编址(subnet 
    addressing)技术,又叫子网寻径(subnetrouting),英文简称subnetting,是最广泛使用的IP网络地址复用方式,目前已经标准化,并成为IP地址模式的一部分。 

    一般的,32位的IP地址分为两部分,即网络号和主机号,我们分别把他们叫做IP地址的“网间网部分”和“本地部分”。子网编址技术将本地部分进一步划分为“物理网络”部分和“主机”部分,如图: 

    网间网部分物理网络主机 
    |←网间网部分→|←————本地部分—————→| 

    其中“物理网络”用于标识同一IP网络地址下的不同物理网络,既是“子网”。 


    (2)子网掩码IP协议标准规定:每一个使用子网的网点都选择一个32位的位模式,若位模式中的某位置1,则对应IP地址中的某位为网络地址(包括网间网部分和物理网络号)中的一位;若位模式中的某位置0,则对应IP地址中的某位为主机地址中的一位。例如位模式: 

    11111111 11111111 11111111 
    00000000中,前三个字节全1,代表对应IP地址中最高的三个字节为网络地址;后一个字节全0,代表对应IP地址中最后的一个字节为主机地址。这种位模式叫做子网模(subnet 
    mask)或“子网掩码”。 
    为了使用的方便,常常使用“点分整数表示法”来表示一个IP地址和子网掩码,例如B类地址子网掩码(11111111 
    11111111 11111111 00000000)为: 
    255.255.25.0 
    IP协议关于子网掩码的定义提供一种有趣的灵活性,允许子网掩码中的“0”和“1”位不连续。但是,这样的子网掩码给分配主机地址和理解寻径表都带来一定困难,并且,极少的路由器支持在子网中使用低序或无序的位,因此在实际应用中通常各网点采用连续方式的子网掩码。像255.255.255.64和255.255.255.160等一类的子网掩码不推荐使用。 

    (3)子网掩码与IP地址子网掩码与IP地址结合使用,可以区分出一个网络地址的网络号和主机号。 
    例如:有一个C类地址为: 

    192.9.200.13其缺省的子网掩码为: 
    255.255.255.0则它的网络号和主机号可按如下方法得到: 

    ①将IP地址192.9.200.13转换为二进制11000000 00001001 11001000 00001101 

    ②将子网掩码255.255.255.0转换为二进制11111111 11111111 11111111 00000000 

    ③将两个二进制数逻辑与(AND)运算后得出的结果即为网络部分11000000 00001001 11001000 00001101 AND 
    11111111 11111111 11111111 00000000 11000000 00001001 11001000 
    00000000结果为192.9.200.0,即网络号为192.9.200.0。 

    ④将子网掩码取反再与IP地址逻辑与(AND)后得到的结果即为主机部分11000000 00001001 11001000 00001101 AND 
    00000000 00000000 00000000 11111111 00000000 00000000 00000000 
    00001101结果为0.0.0.13,即主机号为13。 
    (4)子网掩码与IP地址子网掩码与IP地址结合使用,可以区分出一个网络地址的网络号和主机号。 

    例如:有一个C类地址为: 
    192.9.200.13 其缺省的子网掩码为: 
    255.255.255.0 
    则它的网络号和主机号可按如下方法得到: 
    ①将IP地址192.9.200.13转换为二进制11000000 00001001 11001000 
    00001101 
    ②将子网掩码255.255.255.0转换为二进制11111111 11111111 11111111 00000000 

    ③将两个二进制数逻辑与(AND)运算后得出的结果即为网络部分11000000 00001001 11001000 00001101 AND 
    11111111 11111111 11111111 00000000 11000000 00001001 11001000 
    00000000结果为192.9.200.0, 
    即网络号为192.9.200.0。 

    ④将子网掩码取反再与IP地址逻辑与(AND)后得到的结果即为主机部分11000000 00001001 11001000 00001101 AND 
    00000000 00000000 00000000 11111111 00000000 00000000 00000000 00001101 
    结果为0.0.0.13,即主机号为13。 
    三、子网划分与实例根据以上分析,建议按以下步骤和实例定义子网掩码。 

    1、将要划分的子网数目转换为2的m次方。如要分8个子网,8=23。 
    2、取上述要划分子网数的2的m次方的幂。如23,即m=3。 

    3、将上一步确定的幂m按高序占用主机地址m位后转换为十进制。如m为3 
    则是11100000,转换为十进制为224,即为最终确定的子网掩码。如果是C类网,则子网掩码为255.255.255.224;如果是B类网,则子网掩码为255.255.224.0;如果是C类网,则子网掩码为255.224.0.0。 

    在这里,子网个数与占用主机地址位数有如下等式成立:2m=n。其中,m表示占用主机地址的位数;n表示划分的子网个数。根据这些原则,将一个C类网络分成4个子网。若我们用的网络号为192.9.200,则该C类网内的主机IP地址就是192.9.200.1~192.9.200.254(因为全“0”和全“1”的主机地址有特殊含义,不作为有效的IP地址),现将网络划分为4个部分,按照以上步骤: 

    4=22,取22的幂,即2,则二进制为11,占用主机地址的高序位即为11000000,转换为十进制为192。这样就可确定该子网掩码为:192.9.200.192,4个子网的IP地址范围分别为: 

    二进制十进制 
    ① 11000000 00001001 11001000 00000001 11000000 00001001 11001000 
    00111110 192.9.200.1 
    192.9.200.62 
    ② 11000000 00001001 11001000 01000001 
    11000000 00001001 11001000 01111110 192.9.200.65 
    192.9.200.126 
    ③ 
    11000000 00001001 11001000 10000001 11000000 00001001 11001000 10111110 
    192.9.200.129 
    192.9.200.190 
    ④ 11000000 00001001 11001000 11000001 
    11000000 00001001 11001000 11111110 192.9.200.193 
    192.9.200.254 

    在此列出A、B、C三类网络子网数目与子网掩码的转换表,以供参考。 


    A类: 

    子网数目 占用位数 子网掩码 
    子网中主机数 
    2 1 255.128.0.0 8,388,606 
    4 2 255.192.0.0 4,194,302 
    8 3 
    255.224.0.0 2,097,150 
    16 4 255.240.0.0 1,048,574 
    32 5 255.248.0.0 
    524,286 
    64 6 255.252.0.0 262,142 
    128 7 255.254.0.0 131,070 
    128 8 
    255.255.0.0 65,534 

    B类: 

    子网数目 占用位数 子网掩码 子网中主机数 
    2 1 
    255.255.128.0 32,766 
    4 2 255.255.192.0 16,382 
    8 3 255.255.224.0 8,190 

    16 4 255.255.240.0 4,094 
    32 5 255.255.248.0 2,046 
    64 6 255.255.252.0 
    1,022 
    128 7 255.255.254.0 510 
    256 8 255.255.255.0 254 

    C类: 


    子网数目 占用位数 子网掩码 子网中主机数 
    2 1 255.255.255.128 126 
    4 2 
    255.255.255.192 62 
    8 3 255.255.255.224 30 
    16 4 255.255.255.240 14 
    32 
    5 255.255.255.248 6 
    64 6 255.255.255.252 
    2

    -------------------------------------------
    IP地址为202.196.1.35/27的主机所在的网络地址为202.196.1.32,计算方法是用IP地址和子网掩码化为二进制后做"与"运算. 


    主机172.24.100.45/16和主机127.24.101.46/16一定不在同一网段.第一字节就不同. 


    如果是写错了,那么172.24.100.45/16和主机172.24.101.46/16在同一网段,网络位完全一致. 


    主机172.24.100.45/24和主机172.24.101.46/24不在同一网段,前者地址范围是172.24.100.0-255,后者地址范围是172.24.101.0-255. 
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  • IP地址使用二进制位表示时,它共占4x8=32个二进制位,前n个二进制为表示网络ID,即网络号,后32-n个二进制位表示每个子网段的主机IP地址,其中n是根据各个子网内主机的数量的最大值来决定,即2^(32-...

     IPV4的IP地址格式通常表示为xxx.xxx.xxx.xxx,其中xxx为十进制数,取值范围是[0,255],若用16进制表示则为xx.xx.xx.xx,其中xx的取值范围是[0,FF]。IP地址使用二进制位表示时,它共占4x8=32个二进制位,前n个二进制为表示网络ID,即网络号,后32-n个二进制位表示每个子网段的主机IP地址,其中n是根据各个子网内主机的数量的最大值来决定,即2^(32-n)>=max(各子网内主机数num)。

    比如在建设实验室时,想让每个机房的主机分别在各自的子网内,每个机房内最多配置200台电脑,那么通过2^(32-n)>=200(各子网内主机num)可以计算出n=24,即IP地址的前24位作为每个子网的网络号,后8位作为子网内的主机号。注意这256个IP地址的主机号中([000000000-11111111]即[0-255]),其中主机号全0即表示当前的子网的网络号,全1的通常是广播地址,这两个都不能用作实际机器的IP地址。

    路由器在确认IP是否属于本子网时是通过子网掩码来区分。网络号所占的位全1,其余为全0即是子网掩码,如上面8位主机号,其子网掩码为(255.255.255.0),子网掩码与IP地址按位与,其结果中,主机号全为0,剩余高位即为此IP的子网号/网络号。

    IP地址:192.168.1.1,子网掩码:255.255.255.0。

    11000000.10110000.00000001.00000001

    11111111.11111111.11111111.00000000

    按位相与得:

    11000000.10110000.00000001.00000000

    即网络号为192.168.1.0


    如何将一个网络分为两个子网?

     

    如将网络40.15.0.0分为两个子网,第一个子网是40.15.0.0/17,那么第二个子网将会是()。

    解:

    子网划分是通过借用IP地址的若干位主机位来充当子网地址从而将原网络划分为若干子网而实现的。划分子网时,随着子网地址借用主机位数的增多,子网的数目随之增加,而每个子网中的可用主机数逐渐减少。以C类网络为例,原有8位主机位,2的8次方即256个主机地址,默认子网掩码255.255.255.0。借用1位主机位,产生2个子网,每个子网有126个主机地址;借用2位主机位,产生4个子网,每个子网有62个主机地址……每个网中,第一个IP地址(即主机部分全部为0的IP)和最后一个IP(即主机部分全部为1的IP)不能分配给主机使用,所以每个子网的可用IP地址数为总IP地址数量减2;根据子网ID借用的主机位数,我们可以计算出划分的子网数、掩码、每个子网主机数,列表如下:

      ① 划分子网数 ② 子网位数 ③ 子网掩码(二进制) ④ 子网掩码(十进制) ⑤ 每个子网主机数

      ① 1~2 ② 1 ③ 11111111.11111111.11111111.10000000 ④ 255.255.255.128 ⑤ 126

      ① 3~4 ② 2 ③ 11111111.11111111.11111111.11000000 ④ 255.255.255.192 ⑤ 62

      ① 5~8 ② 3 ③ 11111111.11111111.11111111.11100000 ④ 255.255.255.224 ⑤ 30

        ① 9~16 ② 4 ③ 11111111.11111111.11111111.11110000 ④ 255.255.255.240 ⑤ 14

      ① 17~32 ② 5 ③ 11111111.11111111.11111111.11111000 ④ 255.255.255.248 ⑤ 6

         ① 33~64 ② 6 ③ 11111111.11111111.11111111.11111100 ④ 255.255.255.252 ⑤ 2

    第一个子网是40.15.0.0/17,即表示网络号占前17位,后15位表示主机号。第一个子网二进制可表示为(40.15.00000000.00000000),其中40.15占前16位,网络号占17位,分为两个子网,必定是第17位不同,第一个子网的第17位为0,那么第二个子网的第17位则为1,即(40.15.10000000.00000000),即40.15.128.0/17,这两个子网的子网掩码分别是(255.255.0.0和255.255.128.0)。

    如何通过已知IP和子网掩码,判断IP属于同一网段?

     

    已知IP:10.110.12.29,Mask:255.255.255.224,判断与已知IP属于同一网段的是哪个()。

    A.10.110.12.0

    B.10.110.12.30

    C.10.110.12.31

    D.10.110.12.32

    子网掩码转换为二进制表示(11111111.11111111.11111111.11100000),可知后5位是主机号。

    用已知IP与Mask按位相与可得子网络号为10.110.12.0。

    又因本网段内主机号为5位,则本网段内IP地址可选范围是[10.110.12.0,10.110.12.31],又因主机号位全0表示子网络号,全1用于广播地址,则IP地址范围是[10.110.12.1,10.110.12.30],可知B符合。
     

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如何区分ip的网络号和主机号