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  • IP地址编址一共经历了三个阶段:分类的IP地址、子网的划分、构成超网(CIDR),专用地址和全球地址
    1. 分类的IP地址(早已成为历史)
    类别固定位网络号位数网络号个数每个网络的主机数
    A类08位(1Byte)2(8-1)-2
    1.0.0.0~126.0.0.0
    (全0对整个网络是保留地址;
    127.0.0.0网段作为环回测试)
    1~224-2
    (主机号不能为全0全1)
    B类1016位2(16-2)-1
    128.1.0.0~191.255.0.0
    (128.0.0.0网络地址不指派;
    从128.1.0.0开始指派)
    1~216-2
    C类11024位2(24-3)-1
    192.0.1.0~223.255.255.0
    (192.0.0.0网络地址不指派;
    从128.0.1.0开始指派)
    1~28-2

    还有D类和E类地址在这里不做说明。

    1. 子网的划分(对分类IP地址的改进)
    • 从网络的主机号借用若干位作为子网号。
    • 所有网络都必须使用子网掩码,路由表中必须有子网掩码这一栏。
    • 子网号不能是全0和全1,但是CIDR中也能够使用全0和全1,要清楚你的路由器是否支持这种新用法。
    1. 构成超网(CIDR 广泛使用)
    • IP地址 ::= { <网络前缀>,<主机号> }
    • 使用“地址掩码”,也可以称为“子网掩码”
    • CIDR地址中,主机号全0全1一般不使用。
    • 使用二叉线索查找路由,节约查找时间 ; 叶节点包含所对应的网络前缀和子网掩码,当搜索到叶节点时,将子网掩码和目的地址相与看是否玉网络前缀匹配 ;同时使用最长前缀匹配。
    1. 专用地址(内部通信地址,非全球地址):
      10.0.0.0~10.255.255.255(或记为 10.0.0.0/8)
      172.16.0.0~172.31.255.255(172.16.0.0/12)
      192.168.0.0~192.168.255.255(192.168.0.0/16)
      在专用互联网(本地互联网)中,上面的地址可以重用,但是专用地址不能在互联网中使用,路由器不会转发目标地址是专用地址的数据报。
      此时,若跨越了互联网的两个地方的主机想进行通信,就可以使用隧道技术构成虚拟专用网。每一个场所至少有一个路由器具有合法的全球IP地址,当要通过互联网才能到达目的网络时,则将数据报作为数据,再加上IP数据报的首部,其中源IP为路由器的全球IP,目标IP为另一场所路由器拥有的全球IP。

      网络地址转换NAT
      当专用网内部的主机相与互联网主机通信时,使用NAT。即,将专用地址转换为全球IP地址,再收到回应报文时再转换为专用地址。

      NATP
      在NAT的基础上加上端口,可以将一个全球地址对应多个专用地址,通过端口号来进行区分。端口号只有在本主机才有意义。

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  • IP 地址编址方式

    千次阅读 2020-02-04 09:32:44
    IP 地址编址方式经历了三个历史阶段: 分类 子网划分 无分类 1. 分类 由两部分组成,网络号和主机号,其中不同分类具有不同的网络号长度,并且是固定的。 IP 地址 ::= {< 网络号 >, < 主机号 >} 2....

    IP 地址的编址方式经历了三个历史阶段:

    • 分类
    • 子网划分
    • 无分类

    1. 分类

    由两部分组成,网络号和主机号,其中不同分类具有不同的网络号长度,并且是固定的。

    IP 地址 ::= {< 网络号 >, < 主机号 >}

    img

    2. 子网划分

    通过在主机号字段中拿一部分作为子网号,把两级 IP 地址划分为三级 IP 地址。

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

    要使用子网,必须配置子网掩码。一个 B 类地址的默认子网掩码为 255.255.0.0,如果 B 类地址的子网占两个比特,那么子网掩码为 11111111 11111111 11000000 00000000,也就是 255.255.192.0。

    注意,外部网络看不到子网的存在。

    3. 无分类

    无分类编址 CIDR 消除了传统 A 类、B 类和 C 类地址以及划分子网的概念,使用网络前缀和主机号来对 IP 地址进行编码,网络前缀的长度可以根据需要变化。

    IP 地址 ::= {< 网络前缀号 >, < 主机号 >}

    CIDR 的记法上采用在 IP 地址后面加上网络前缀长度的方法,例如 128.14.35.7/20 表示前 20 位为网络前缀。

    CIDR 的地址掩码可以继续称为子网掩码,子网掩码首 1 长度为网络前缀的长度。

    一个 CIDR 地址块中有很多地址,一个 CIDR 表示的网络就可以表示原来的很多个网络,并且在路由表中只需要一个路由就可以代替原来的多个路由,减少了路由表项的数量。把这种通过使用网络前缀来减少路由表项的方式称为路由聚合,也称为 构成超网

    在路由表中的项目由“网络前缀”和“下一跳地址”组成,在查找时可能会得到不止一个匹配结果,应当采用最长前缀匹配来确定应该匹配哪一个。

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  • IP地址编址

    2019-10-08 03:56:33
    比特:一比特就是一个数字,1或者0。 字节:以字节是7比特或者8比特,取决于是否使用奇偶校验 八位组:8比特构成 网络地址:用来将数据包发送到远端网路 比如10.0.0.0 ...IP地址 由网络地址和主机地址组成 172....

    比特:一比特就是一个数字,1或者0。

    字节:以字节是7比特或者8比特,取决于是否使用奇偶校验

    八位组:8比特构成

    网络地址:用来将数据包发送到远端网路 比如10.0.0.0

    广播地址:将信息发送给网络中的所有设备。255.255.255.255表示任意网络中的所有设备。172.16.255.255表示172.16.0.0中的设备

    IP地址  由网络地址和主机地址组成

    172.26.30.56

    172.26是网络地址  30.56是主机地址

    • A类地址:0xxxxxxx    1-126
    • B类地址:10xxxxxx    128-191
    • C类地址:110xxxxx   192-223
    • D类地址广播
    • E类地址科研

    网络地址:特殊用途

    • 全0  本网段所有地址,表示这个网络或者网段
    • 全1  表示所有网络
    • 127.0.0.1 本地回环,测试保留
    • 主机位全0  表示该网络    下的任意主机
    • 主机位全1   表示该网络中的所有主机
    • 整个IP都设置为0  用来做默认路由 也可以理解为任意网络
    • 整个IP都为1    全1广播或受限广播

     

    A类私有地址为:10.0.0.0-10.255.255.255

    B类私有地址为:172.16.0.0-172.31.255.255

    C类私有地址为:192.168.0.0-192.168.255.255

    转载于:https://www.cnblogs.com/nancs/p/8157208.html

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  • IP地址编址方法经过了3个阶段: 分类的IP地址 子网的划分 构成超网 1.分类的IP地址 IP地址由网络号和主机号组成,为了便于书写,将32位IP地址每8位用等效的十进制数字表示,并在这些数字间加上一个点,即点分十...

    一、IP地址及其表示方法

    IP地址就是给互联网上的每一台主机(或路由器)的每一个接口分配一个在全世界范围内唯一的32位的标识符。

    IP地址的编址方法经过了3个阶段:

    • 分类的IP地址
    • 子网的划分
    • 构成超网

    1.分类的IP地址

    IP地址由网络号和主机号组成,为了便于书写,将32位IP地址每8位用等效的十进制数字表示,并在这些数字间加上一个点,即点分十进制

    网络号:它标志着主机所连接到的网络,一个网络号在整个互联网范围内必须是唯一的。
    主机号:它标识着该主机。一台主机号在它前面的网络号所指明的网络范围内必须是唯一的。

    由网络号和主机号组成的ip地址被划分为若干个固定类:
    在这里插入图片描述
    从图中可以看出:

    • A类、B类、C类地址的网络号字段分别为1个、2个、3个字节长
    • 网络号字段的最前面由1~3位的类别位,分别为0,10,110
    • A类、B类、C类地址的主机号分别为3个,2个,1个字节长
    • D类地址用于多播(一对多通信 )
    • E类地址保留为以后用

    把IP地址分为A、B、C三类最初是这样考虑的:各种网络的差异很大,有的网络拥有很多主机,而有的网络上的主机则很少,把IP地址分为A、B、C三类是为了更好地满足不同用户的需求。当某个单位申请到一个IP地址时,实际上是获得了具有同样网络号的一块地址,其中具体的各台主机号则由单位自行分配,只要做到在该单位管辖的范围内主机号唯一即可

    2.常用的三种类别的IP地址

    IP地址的指派范围

    类别最大可指派网络数第一个可指派的网络号最后一个可指派的网络号每个网络中的最大主机数
    A126(27-2)112616777214(224-2)
    B16383(214-1)128.1191.25565534(216-2)
    C2097151(221-1)192.0.1223.255.255254(28-2)

    解释:

    • A类地址网络号占8位,由于类别位”0“占了1位,所以只有7位可用,而27-2的原因是:(1)网络号全0表示这个IP地址为保留地址,意为“本网络”(2)网络号为127(01111111)保留作为本地软件环回测试本主机的进程之间的通信之用
    • A类地址主机号占24位,而这里224-2的原因是:(1)全0的主机号表示该IP地址为本主机所连接到的单个网络地址(2)而全1的主机号表示该网络上的所有主机
    • B类地址网络号占16位,由于类别位”10“占了2位,所有只有14位可用,而由于类别位的存在,所以网络号不可能形成全0或者全1的情况,因此这里不用减2,而214-1的原因是B类网络地址128.0.0.0是不指派的,可以指派的最小B类IP地址是128.1.0.0
    • B类主机号占16位,这里216-2的原因还是因为要减去全0和全1的主机号
    • C类网络号占24位,由于类别位”110“占3位,所以只有21位可用,这里减1的原因是192.0.0.0也是不指派的,可以指派的最小C类IP地址是192.0.1.0
    • C类主机号占8位,要减去全0和全1的主机号

    一般不使用的特殊IP地址

    网络号主机号源地址使用目的地址使用代表的意思
    00可以不可在本网络上的主机
    0host-id可以不可在本网络上的某台主机
    全1全1不可可以只在本网络上进行广播
    net-id全1不可可以对net-id上的所有注解进行广播
    127非全0或全1的任何数可以可以用于本地软件的回环测试

    3.IP地址和硬件地址

    硬件地址:又叫物理地址和MAC地址
    区别:物理地址是数据链路层和物理层使用的地址;而IP地址是网络层和以上各层使用的地址,是一种逻辑地址

    在这里插入图片描述
    注意

    • 在IP层抽象的互联网上只能看到IP数据报
    • 路由器只根据目的IP地址的网络号进行路由选择,与源IP地址无关
    • 在局域网的链路层,只能看见MAC帧
    • 在不同网络上传输时,IP数据报首部的源IP地址和目的IP地址不会变化;而MAC帧首部的源地址和目的地址会随着路由器硬件地址的不同而发生变化

    根据机器的IP地址找出其相应的硬件地址需要用到:ARP协议(地址解析协议)

    二、划分子网

    1.从两级IP地址到三级IP地址

    IP地址早期设计存在的问题

    • 空间利用率有时很低:比如一个B类地址网络可连接的主机数超过6万,但实际中连接的主机却并不多,但人们为了可拓展性又不愿意去申请主机较少的C类地址,造成了IP地址的浪费
    • 给每一个物理网络分配一个网络号会使路由表变得太大因而使网络性能变坏
    • 两级IP地址不够灵活:在我们需要开通一个新的网络的时候,需要申请一个新的IP地址,但我们希望有一种方法能狗随时灵活地增加网络而不必去申请新的网络

    为了解决上述问题,1985年起在IP地址中增加了一个“子网号”字段,使两级IP变成三级IP,这种做法即叫划分子网,其组成为:网络号+子网号+主机号

    注意

    • 我们可将一个物理网络划分为若干个子网,但该单位以外的网络看不见这个网络是由多少个子网构成,这个单位对外仍表现为一个网络
    • 划分子网的方法使从网络的主机号借用若干位作为子网号,因此主机号也就相应减少了同样的位数
    • 外网发送给本单位的某台主机的IP数据报仍然是根据IP数据报的网络号找到连接在本单位网络上的路由器,但此路由器在收到IP数据包后,再按照目的网络号和子网号找到目的子网,最终交付数据

    总之,划分子网只是把IP地址的主机号这部分再进行划分,而不改变IP地址原来的网络号

    2.子网掩码

    子网划分后出现的问题是,我们如何将一个数据报转发到对应的子网呢?因为从IP数据报的首部无法看出源主机或目的主机所连接的网络是否进行了子网的划分,因此诞生了子网掩码

    子网掩码的组成

    • 子网掩码由连续的1和0组成,也是32位,具体规则是:将IP地址的网络号和划分的子网号的总位数置为1,其余置为0

    例子:
    现在有IP地址:145.13.3.10,原本的网络号位“145.13”占16位,后面的主机号也占16位,现在在主机号中拿出8位作为子网号,所以主机号减少到8位,因此子网掩码全1位数位16+8=24位,全0的8位,即
    11111111 11111111 11111111 00000000 转化为点分十进制:
    255.255.255.0,这便是该IP的子网掩码

    得到子网的网络地址

    • 通过子网掩码和IP地址我们可以得到子网的网络地址,具体方法为:将IP地址和子网掩码进行“按位与”运算

    例子:
    上面的IP地址145.13.3.10与255.255.255.0按位与得到:145.13.3.0,这便是子网的网络地址,其子网号为145.13.3

    得到子网的主机号

    • 将子网掩码取反再与IP地址进行“按位与”运算,即可得到主机地址

    例子:
    上面的IP电子hi145.13.3.10和取反后的子网掩码按位与得到:0.0.0.10,这便是子网的主机地址,主机号为10

    注意此处的网络号和主机号是指子网的,而在外网看来,145.13.3.10仍然是B类地址,其网络地址为145.13.0.0,其主机地址为0.0.3.10

    默认的子网掩码

    在不划分子网时,既然没有子网,为什么还要使用子网掩码?答案是为了更便于查找路由表。互联网标准规定,所有的网络都必须使用子网掩码,如果一个网络不划分子网,那么该网络的子网掩码就是用默认子网掩码,默认子网掩码中的1的位置和IP地址中的网络号字段位数对应,即:

    • A类地址默认子网掩码:255.0.0.0
    • B类地址默认子网掩码:255.255.0.0
    • C类地址默认子网掩码:255.255.255.0

    计算子网内的有效子网和有效主机数

    • 有效子网数:2n-2(n为子网号位数,减2是要减掉子网号全0和全1的情况)
    • 每个子网的有效主机数:2m-n-2(m为主机号位数,n为子网号位数,减2是要减掉主机全0和全1的情况)

    举例:
    以B类IP地址为例,此IP的子网掩码为255.255.192.0,划分为二进制即:
    11111111 11111111 11000000 00000000
    而B类默认的子网掩码为
    11111111 11111111 00000000 00000000
    因此,该IP划分子网所借用的主机位数为2,即子网号有2位,所以,该IP可以划分22-2=2个子网
    而主机号位数为:16-2=14位,所以每个子网可以分配的主机数为:214-2=16382个主机

    可以看出,划分子网增加了灵活性,但却减少了能够连接在网络上的主机总数,因为从上面的计算可以得出:2个子网x16382个主机=32764<B类地址本来最多可以连接的主机数:65534

    三、构造超网

    划分子网提高了IP地址分配的灵活性,提高了IP地址的利用率,在一定程度上缓解了IP地址耗尽的日期,但是这仅仅是推迟,一系列问题还是显现了出来:

    • B类地址在1992年已经分配了近一半,眼看很快就将分配完毕
    • 互联网主干上的路由表中的项目数急剧增长
    • 整个IPv4的地址空间将耗尽

    为了解决前两个问题,无分类编址诞生,至于第三个更加长远的问题成立IPv6项目组研究

    1.CIDR(无分类域间路由选择)

    无分类编址CIDR特点

    • 消除了传统的A、B、C类地址及划分子网的概念,因而能更加有效的分配IPv4的地址空间
    • CIDR使IP地址回到两级编址,但却是无分类的两级编址,其由网络前缀和主机号组成,还采用斜线记法,即在IP地址后面加上斜线”/“,然后写上网络前缀所占位数
    • 网络前缀相同的连续IP地址组成一个”CIDR地址块“。我们只需要知道CIDR地址块中任何一个地址,就可以指导这个地址块的起始地址和最大地址,以及地址块中的地址数

    举例:
    IP地址128.14.35.7/20是CIDR地址块中的一个地址,
    二进制表示为:10000000 00001110 00100011 000001111
    其中前20位是网络前缀,后面12位是主机号,因此我们可以得出
    最小地址10000000 00001110 00100000 00000000 128.14.32.0
    最大地址10000000 00001110 00101111 11111111 128.14.47.255
    注意以上的两个主机号全0和全1的特殊地址一般不使用,可以看出,这个地址块共有212个地址

    地址掩码

    也可继续叫子网掩码,斜线记法中,斜线后面的数字就是地址掩码中1的个数
    /20地址块的地址掩码为:11111111 11111111 11110000 00000000(20个连续的1)

    注意:分配CIDR地址块仍然可由根据需要划分子网,此时子网的网络前缀会加长

    2.路由聚合

    也叫构造超网:由于一个CIDR地址块中有很多地址,所以在路由表中利用CIDR地址块来查找目的网络,它使得路由表中的一个项目可以表示原来传统分类地址的很多个路由,路由聚合有利于减少路由器之间的路由选择信息的交换,从而提高了整个互联网的性能

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