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  • ipv4编址

    2019-05-23 23:14:00
    IPv4编址IPv4的地址有32位,通过使用点分十进制法,将其划分成4个由“.”隔断的部分,每一个部分的取值是0~255 {2^0~(2^8)-1} IP地址是32位类似这样的二进制串:1100 0000 1111 1111 1111 1111 1111 1110...

    IPv4的编址:

    IPv4的地址有32位,通过使用点分十进制法,将其划分成4个由“.”隔断的部分,每一个部分的取值是0~255 {2^0~(2^8)-1}

    IP地址是32位类似这样的二进制串:1100 0000 1111 1111 1111 1111 1111 1110(没有空格,空格是为了好看加上的),因为不易辨识,每8位合成一个十进制数字,然后用“.”分隔,得到192.255.255.254,这也可以表示一个IP地址

    网络地址:表示互联网子网的地址,互联网是网络的网络,即由很多个子网通过形成不同的层次组织成的更大的网络,子网内才是真实的网络终端

    主机地址:在一个子网中的网络终端的地址,一般而言,一个IP对应的是一个网络接口,一个网卡有一个网络接口,然后一台主机可以有多个网卡

       传统的编址方式:将IP地址分为A、B、C、D、E五类

    A类:IP地址转换成二进制后以0开头,网络地址占8位,主机地址占24位,点分十进制即0.0.0.0~127.255.255
    B类:IP地址转换成二进制后以10开头,网络地址占16位,主机地址占16位,点分十进制即128.0.0.0~191.255.255
    C类:IP地址转换成二进制后以110开头,网络地址占24位,主机地址占8位,点分十进制即192.0.0.0~223.255.255
    D类:IP地址转换成二进制后以1110开头,和A、B、C类地址用途不同,不是表示网络终端的,而是用于多播的地址,点分十进制即224.0.0.0~239.255.255
    E类:IP地址转换成二进制后以1111开头,目前保留不用,点分十进制即240.0.0.0~255.255.255

    转载于:https://www.cnblogs.com/A110385935a/p/10915258.html

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  • IPv4编址

    千次阅读 2018-07-05 16:25:48
    一、地址分类与子网掩码1.1、主类地址范围主类地址范围A类0.0.0.0 - 127.255.255.255B类128.0.0.0 - 191.255.255.255C类192.0.0.0 - 223.255.255.255D类224.0.0.0 - 239.255.255.255E类240.0.0.0 - 255.255.255.2551...

    一、地址分类与子网掩码

    1.1、主类地址范围

    主类地址范围
    A类0.0.0.0 - 127.255.255.255
    B类128.0.0.0 - 191.255.255.255
    C类192.0.0.0 - 223.255.255.255
    D类224.0.0.0 - 239.255.255.255
    E类240.0.0.0 - 255.255.255.255

    1.2、私有地址范围

    主类地址范围主类掩码
    A类10.0.0.0 - 10.255.255.255255.0.0.0
    B类172.16.0.0 - 172.31.255.255255.255.0.0
    C类192.168.0.0 - 192.168.255.255255.255.255.0

    1.3、特殊地址

    IP地址用途
    127.0.0.0 - 127.255.255.255环回地址
    0.0.0.0默认路由
    255.255.255.255广播地址

    1.4、Others

      掩码总是为连续的"1"和连续的"0"组成

    二、进制转换

    2.1、2进制转10进制

    HCNA_IP编址

    2.2、16进制转10进制

    例:2AF5换算成10进制:
    5 * 16^0 + F * 16^1 + A * 16^2 + 2 * 16^3 = 10997

    三、VLSM

      VLSM(Variable Length Subnet Mask,可变长子网掩码),在主类的基础上增加网络位长度,同时使主机位缩短来避免IP地址浪费。

    IP地址子网掩码借位子网数量每个子网主机数量网络地址
    172.16.0.1255.255.0.002^0=12^16=65536172.16.0.0
    172.16.0.1255.255.128.012^1=22^15=32768172.16.0.0、172.16.128.0
    172.16.0.1255.255.192.022^2=42^14=16384172.16.0.0、172.16.64.0、172.16.128.0 、172.16.192.0
    172.16.0.1255.255.224.032^3=82^13=8192172.16.0.0、172.16.32.0、172.16.64.0 、172.16.96.0、172.16.128、172.16.160、172.16.192.0、172.16.224.0
    172.16.0.1255.255.240.042^4=162^12=4096...
    172.16.0.1255.255.248.052^5=322^11=2048...
    172.16.0.1255.255.252.062^6=642^10=1024...
    172.16.0.1255.255.254.072^7=1282^9=512...
    172.16.0.1255.255.255.082^7=2562^8=256172.16.0.0、172.16.1.0、172.16.2.0 ... 172.16.255.0
    172.16.0.1255.255.255.12892^9=5122^7=128...
    ..................
    172.16.0.1255.255.255.255162^16=655362^0=1每个地址都作为一个网段

    四、CIDR

      CIDR(Classless Inter-Domain Routing,无类别域间路由)使用一个地址来代表整个区域,从而减轻Internet路由器的负担。

    例:

    192.168.0.0/24 192.168.1.0/24 192.168.2.0/24
    192.168.0.0 -> 11000000 .10101000 .000000 | 00 .00000000
    192.168.0.0 -> 11000000 .10101000 .000000 | 01 .00000000
    192.168.0.0 -> 11000000 .10101000 .000000 | 10 .00000000
    1、取三组二进制数相同的部分,用符号" | "隔开后;
    2、网络地址:取符号" | "前相同部分,算得网络地址:192.168.0.0
    3、子网掩码:相同部分变为1,不同部分变为0,算得子网掩码:255.255.252.0

    五、IP报文

    5.1、IP报文封装

    HCNA_IP编址

    5.2、分片

    • 1、Identification(标识符):用于识别属于同一个数据包的分片
    • 2、Flags(标志):判断是否已经收到最后一个分片,为0时表示最后一个分片,为1时表示其他分片
    • 3、Fragment Offset(片偏移):表示每个分片在原始报文中的位置,第一个分片的片偏移为0,依次增加
    • 4、DS(差分服务)
    展开全文
  • IPv4 编址与子网划分

    2020-12-16 16:34:20
    IPv4 编址IPv4 地址的网络部分和主机部分有效子网掩码子网掩码表示 IPv4 地址的网络部分和主机部分 IPv4 地址网络部分和主机部分分别占多少二进制位由子网掩码决定。 有效子网掩码 子网掩码表示 点分十进制表示 ...


    记录大学时的IPv4 编址与子网划分学习经过,当时参考了一些网络资料,出处已难寻,如有误,请不吝赐教。

    IPv4 地址的网络部分和主机部分

    IPv4 地址的网络部分和主机部分
    IPv4 编址共32个二进制位,网络部分和主机部分各占多少二进制位由子网掩码决定。

    有效子网掩码

    有效子网掩码

    子网掩码表示

    1. 点分十进制表示
      255.255.255.0(即网络部分24位,主机部分8位)

    2. 位数表示
      255.255.255.0用位数表示即 /24 (即网络部分24位,主机部分8位)

    3. 用网络(含子网)地址和掩码表示一个网络
      202.115.12.64(网络) 255.255.255.192(子网掩码)
      上面的网络即 202.115.12.64/26(即网络部分26位,主机部分6位)

    主机数

    以子网掩码 255.255.255.0 为例(即/24)
    则主机部分所占位数:32-24=8 位
    则理论共能支持 28 个主机地址,但是其中要除去网络地址(主机部分位数全为0)和广播地址(主机部分位数全为1)
    故实际共有 28-2 个主机地址,共能支持 28-2 个主机。
    举例:
    主机数

    IPv4 网络地址、主机地址和广播地址

    1. 网络地址:指代网络的地址。在网络的 IPv4 地址范围内,最小地址保留为网络地址。此地址的主机部分的每位均为0。如:192.168.1.0/24。
      将IPv4地址与子网掩码进行与运算可得网络地址。
      在这里插入图片描述

    2. 主机地址:分配给网络中终端设备的地址。如:192.168.1.1~254/24。

    3. 广播地址:用于向网络中的所有主机发送数据的特殊地址。广播地址使用该网络范围内的最大地址。即主机部分的每位均为1。如:192.168.1.255/24。

    4. 环回地址 - 127.0.0.1,主机用于向自身发送流量的一个特殊地址(地址 127.0.0.0 到 127.255.255.255 已保留)

    5. 本地链路地址 - 169.254.0.0 到 169.254.255.255 (169.254.0.0/16) 地址可以自动分配给本地主机

    6. TEST-NET 地址 - 192.0.2.0 到 192.0.2.255 (192.0.2.0/24) 保留供教学和学习使用,用在文档和网络示例中

    7. 实验地址 - 240.0.0.0 到 255.255.255.254 为保留地址

    8. 另附:最小的IP网络的掩码是多少?
      正确答案:255.255.255.252
      2个特殊地址+
      1个路由器接口+
      1个主机

    9. 另附:路由器不转发有限广播(255.255.255.255)

    传统类编址

    在这里插入图片描述
    根据子网掩码来分A/B/C会很容易记。

    1. 无类编址
      正式名称为无类域间路由(CIDR,读作“cider”)。
      建立了一组新标准,允许服务提供商在任何地址位边界(前缀长度)上分配 IPv4 地址,而不是只分配 A、B 或 C 类地址。

    公有和私有 IPv4 地址

    1. 私有地址块是:
      不需要访问互联网的主机可以使用私有地址
      位于这些私有网络边界的路由器或防火墙设备必须阻止或转换此类地址
      10.0.0.0 到 10.255.255.255 (10.0.0.0/8)
      172.16.0.0 到 172.31.255.255 (172.16.0.0/12)
      192.168.0.0 到 192.168.255.255 (192.168.0.0/16)
    2. 共享地址空间的地址:
      非全局可路由
      仅在服务提供商网络中适用
      地址块为 100.64.0.0/10

    子网划分

    子网划分 - 将网络划分为多个较小网络空间(称为子网)的过程。

    子网之间的通信

    1. 设备在不同网络和子网上通信需要使用路由器。
    2. 每个路由器接口都必须具有属于与路由器接口所连接网络的 IPv4 主机地址。
    3. 网络上的设备使用与其 LAN 相连的路由器接口作为其默认网关。

    子网划分的方法

    首先借用二进制位来创建子网。
    子网数量=借用 1 个位得 21 = 2 个子网(0,1),借用2个位则有 22=4个子网(00,01,10,11)。
    例:
    子网划分的方法
    在这里插入图片描述

    从主机部分借用 1 个位可以创建 2 个使用相同子网掩码的子网 。
    (1)子网 0
    网络 192.168.1.0-127/25 -->二进制后八位:0+七位变化
    掩码:255.255.255.128
    在这里插入图片描述

    (2)子网 1
    网络 192.168.1.128-255/25 -->二进制后八位:1+七位变化
    掩码:255.255.255.128
    在这里插入图片描述
    又例:借用 3 个位可以创建 8 个子网。23 = 8 个子网
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述
    再例:
    一个具有A类地址的组织需要至少1000个子网,试找出子网掩码。
    分析
    至少需要1000个子网
    29(512)< 1002 < 210(1024),故子网位数 = 10
    A类地址
    主机位数 = A类网主机位数 – 10 = 24 – 10 = 14
    所以子网掩码:11111111.11111111.11000000.00000000
    即255.255.192.0

    1. 传统的子网划分方法
      分为两类:
      (1)按照主机要求划分
      为最大子网保留足够的主机位。 最大子网中所需的主机地址数量将决定主机部分必须保留多少个位。
      公式 2n(其中 n 为剩余主机位的位数)用于计算每个子网上有多少个可用地址。
      注意:有 2 个地址不能使用,因此可用地址的数量可以这样计算:2n-2。
      (2)按照子网要求划分
      要求有足够的子网来支持网络,同时为每个子网提供足够的主机地址。
      在这里插入图片描述

    2. 可变长子网掩码 VLSM划分方法
      传统子网划分为每个子网分配相同数量的地址。
      需要较少地址的子网中存在未使用(浪费)的地址。
      可变长子网掩码 (VLSM) 或细分子网可以减少地址浪费。
      在这里插入图片描述
      VLSM 允许将网络空间分为大小不等的部分。
      子网掩码取决于为特定子网所借用的位数。
      先对网络划分子网,然后再将子网进一步划分子网。
      根据需要重复此过程,以创建不同大小的子网。

    举例:
    在这里插入图片描述

    在这里插入图片描述

    CIDR 地址块划分

    无类别域间路由(Classless Inter-Domain Routing、CIDR)是一个用于给用户分配IP地址以及在互联网上有效地路由IP数据包的对IP地址进行归类的方法。
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述

    展开全文
  • IPv4 编址 接口指主机 / 路由器与物理链路之间的边界,一个 IP 地址技术上是与一个接口相关联的,而不是与包括该接口的主机或路由器相关联的。由于路由器的任务是从链路上接收数据报并从某些其他链路转发出去,...

    IPv4 编址

    接口指主机 / 路由器与物理链路之间的边界,一个 IP 地址技术上是与一个接口相关联的,而不是与包括该接口的主机或路由器相关联的。由于路由器的任务是从链路上接收数据报并从某些其他链路转发出去,路由器通常有多个接口,主机通常只有一个或两个接口(如有线的以太网接口,无线的 802.11 接口)。

    IP 地址(IPv4):32比特(即四个字节)编号标识主机、路由器的接口。一般按点分十进制记法书写,即地址中的每个字节用它的十进制形式书写。IP 地址是以网络号(NetID)主机号(HostID)来表示网络上的主机的

    IP地址 ::= {<网络号>, <主机号>},将主机号置 0,就可以得到网络地址。
    

    下图中左上侧部分的三台主机以及它们连接的路由器接口,都有一个形如 223.1.1.xxx 的 IP 地址,也就是说,在它们的 IP 地址中,最左侧的 24 比特是相同的。这 4 个接口也通过一个不包含路由器的网络互联起来,该网络就是一个 IP 子网(Subnet)。IP 编址为这个子网分配一个地址:223.1.1.0/24,其中的 /24 记法有时称为子网掩码,指示了 32 比特中最左侧 24 比特为子网地址(关于 223.1.1.0/24 这种地址表示方法会在CIDR中介绍)。

    • 在同一个 IP 子网中所有接口的 IP 地址网络号相同
    • 不跨越路由器,同一个 IP 子网中的主机可以彼此直接互通。

    在这里插入图片描述

    特殊 IP 地址

    有一些特殊的 IP 地址,是不能分配给网络接口使用的

    • 0.0.0.0:在本网范围内表示本机。当某个主机不知道自己的 IP 地址时,就可以使用这个 IP 地址。只可作为源地址
    • NetID 全0,HostID 为特定值:表示本网内某个特定主机。用于当某个主机向这一网络上的其它一个主机发送分组,路由器会阻挡这个分组使之只发生在本网络。只可作为目的地址
    • 255.255.255.255:本网广播地址只可作为目的地址
    • NetID 为特定值,HostID 全0:网络地址,表示一个网络既不可以作为源地址,也不可以做为目的地址
    • NetID 为特定值,HostID 全1:直接广播地址,对特定网络上的所有主机进行广播。只可作为目的地址
    • NetID 为127,HostID 非全0且非全1:环回地址。用来测试机器的软件;使用这个地址时,分组永远不离开机器,这个分组简单的返回到协议软件,用于测试这个软件。既可以作为源地址,也可以做为目的地址

    私有 IP 地址

    私有地址主要用于在局域网中进行分配,在 Internet上是无效的。这样可以很好地隔离局域网和 Internet。私有地址在公网上是不能被识别的,必须通过 NAT 将内部 IP 地址转换成公网上可用的 IP 地址,从而实现内部 IP 地址与外部公网的通信。

    私有 IP 属于非注册地址,专门为组织机构内部使用。RFC1918定义了私有 IP 地址范围

    • A:10.0.0.0~10.255.255.255,即 10.0.0.0/8
    • B:172.16.0.0~172.31.255.255,即 172.16.0.0/12
    • C:192.168.0.0~192.168.255.255,即 192.168.0.0/16

    这些地址是不会被 Internet 分配的,它们在 Internet 上也不会被路由,虽然它们不能直接和 Internet 网连接,但通过技术手段仍旧可以和 Internet 通讯(NAT技术)。我们可以根据需要来选择适当的地址类,在内部局域网中将这些地址像公用 IP 地址一样地使用。在 Internet 上,有些不需要与 Internet 通讯的设备,如打印机、可管理集线器等也可以使用这些地址,以节省 IP 地址资源。

    有类 IP 地址(分类编址)

    因特网的地址分配策略被称为无类别域间路由选择(CIDR,在 CIDR 被采用之前,IP 地址的网络号部分只能是8、16、24比特,这就是我们这里所说的分类编址(classful addressing)的编制方案(目前已不采用):

    • A 类:占地址空间的50%,若是二进制表示,第一个字节的第一位为 0 的就是 A 类地址;若是十进制表示,第一个数字的范围在 0-127 内的就是 A 类地址;
    • B 类:占地址空间的25%,若是二进制表示,第一个字节的前两位为 10 的就是 B 类地址;若是十进制表示,第一个数字的范围在 128-191 内的就是 B 类地址;
    • C 类:占地址空间的12.5%,若是二进制表示,第一个字节的前三位为 110 的就是 C 类地址;若是十进制表示,第一个数字的范围在 192-223 内的就是 C 类地址;
    • D 类:占地址空间的6.25%,若是二进制表示,第一个字节的前四位为 1110 的就是 D 类地址;若是十进制表示,第一个数字的范围在 224-239 内的就是D类地址;
    • E 类:占地址空间的6.25%,若是二进制表示,第一个字节的前四位为 1111 的就是 E 类地址;若是十进制表示,第一个数字的范围在 240-255 内的就是E类地址;

    在这里插入图片描述

    A 类、B 类、C 类地址占整个 IPv4 地址空间的 87.5%,它们中的大部分可以用于标识公共网络上的网络接口(除去特殊的 IP 地址私有 IP 地址),都按照 IP 编址策略明确了网络号和主机号分别占用多少位

    • A 类 IP 子网数为 2 7 = 128 2^7=128 27=128每个子网可区分的接口数为 2 24 2^{24} 224,通常远大于机构所需要的地址数,大多数 A 类地址都被浪费了。
    • B 类 IP 子网数为 2 14 2^{14} 214每个子网可区分的接口数为 2 16 2^{16} 216,许多 B 类地址也被浪费掉了。
    • C 类 IP 子网数为 2 21 2^{21} 221每个子网可区分的接口数为 2 8 2^{8} 28,这对于大多数机构来说是不够用的;

    D 类、E 类地址不区分网络号和主机号,也不用来标识网络中的接口

    • D 类地址用于多播,这类地址的每一个地址用来标识因特网上的一组主机(这组主机理论上可以分布在互联网中的每个地方),这类地址只能作为目的地址。当一个组被指派一个D类地址时,该组中的每一个成员主机都会在正常地址(单播地址)的基础上加上一个多播地址。
    • E 类地址只有一个地址块,它是保留地址,作为研究使用

    基本的 IP 子网划分方法

    在介绍 CIDR 之前,先简单看一下基本的 IP 子网划分方法。

    在实际网络中 A 类这种庞大的 IP 子网显然是不可能的,因为所有主机处于同一广播域,而在同一广播域中有这么多节点网络会因为广播通信而饱和,结果造成地址大部分没有分配出去。因此需要将一个 IP 子网划分为更小范围的子网,这就是子网划分(Subnetting)

    将 IP 编址中的主机号(HostID)进一步划分为子网号(SubID)和主机号(从两级编址变为三级编址)。子网划分实际上就是将原来的两级 IP 地址转变为三级 IP 地址,表示如下:

     IP地址 ::= {<网络号>, <子网号>, <主机号>}
    

    划分子网后,通过使用掩码,把子网隐藏起来,使得从外部看网络没有变化,只有该网络内部才可以看到其进行了子网划分,这就是子网掩码(network mask)子网掩码的形式形如 IP 地址,其 NetID、SubID 全部取 1,HostID 位全部取 0。例如,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,借用 3 比特划分子网的 B 类网络的子网掩码为:255.255.224.0

    在这里插入图片描述

    在 Internet 中,通过子网地址+子网掩码才可以准确确定子网大小。路由器在转发表中存储子网地址的同时,还将存储子网掩码。将 IP 分组的目的地址与子网掩码按位与运算,便可以提取目的子网地址

    虽然说子网划分后,每个子网主机号全0(子网地址)和全1(广播地址) 的 IP 地址均不能分配给网络接口,这带来了一定的 IP 地址的浪费,但带来了网络性能的极大改进。

    CIDR 与路由聚合

    分类编址已经被淘汰了,因特网的地址分配策略被称为无类别域间路由CIDR:Classless Inter Domain Routing),它真正消除了传统的 A 类、B 类、C 类地址以及划分子网的概念。CIDR 将 NetID 和 SubID 统一使用网络前缀(Prefix)来表示(从三级编址回到两级编址),IP 地址的形式为:a.b.c.d/x,其中地址的 x 最高比特构成了 IP 地址的网络部分(即网络前缀),所以 CIDR 中 IP 地址由前缀和主机号构成x 为前缀长度,/x 的记法也称为子网掩码

    IP地址 ::= {<网络前缀>, <主机号>} / 网络前缀所占位数
    

    从下面的例子中可以看出,CIDR 地址分配与分类编址有很大的区别:如果按分类编址,这是一个 C 类地址,那么其网络号为 24 位,可能还包括子网号;但按照 CIDR,其网络前缀只有 23 位。
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    采用 CIDR,极大提高了 IPv4 地址空间分配效率及利用率,而且提高了路由效率(在路由表中将多个子网络聚合为一个较大的子网,即路由聚合)。下面是一个 ISP 将 8 个组织连接到因特网的例子,假设该 ISP(我们称之为 Fly-By-Night-ISP)向外界通告,它接收所有目的 IP 地址的前 20 比特与 200.23.16.0/20 相符的数据报,外界的其他部分不需要知道在地址块 200.23.16.0/20 内实际上还存在 8 个其他组织,每个组织有自己的子网。这种使用单个网络前缀通告多个网络的能力通常称为路由聚合

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    然而,当地址不是按上面这样的层次方式分配时,如下图组织 1 的地址块 200.23.18.0/23 属于 ISPs-R-Us,组织 1 无疑可以将其所有的路由器和主机重新编号,使得地址在 ISPs-R-Us 的地址块内,但这是一种代价很高的方案,而且组织 1 将来也许还会更换到另一个 ISP。通常采用的做法是,组织 1 保持其 IP 地址在 200.23.18.0/23内,Fly-By-Night-ISP 继续通告地址块 200.23.16.0/20,并且 ISPs-R-Us 也继续通告地址块 199.31.0.0/16。然而,ISPs-R-Us 现在还要通告组织 1 的地址块 200.23.18.0/23。当在更大的因特网上的其他路由器想路由选择到在地址块 200.23.18.0/23 内的一个地址时,他们将使用最长前缀匹配原则朝着 ISPs-R-Us 路由,因为它通告了与目的地址相匹配的最长的地址前缀。

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  • # sysname R2 # interface GigabitEthernet0/0/0 ip address 10.0.13.2 255.255.255.0 # interface GigabitEthernet0/0/1 ip address 10.0.15.1 255.255.255.0 # interface LoopBack0 ip address 10.0.1.2 255...

空空如也

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