IP地址與子網(wǎng)掩碼知識(shí) - 電腦技術(shù)知識(shí)交流

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1、IP地址與子網(wǎng)掩碼知識(shí) - 電腦技術(shù)知識(shí)交流 IP地址與子網(wǎng)掩碼知識(shí) IP地址與網(wǎng)絡(luò)分類(lèi) (1)IP地址 不同的物理網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有不同的編址方式；不同物理網(wǎng)絡(luò)中的主機(jī)， 有不同的物理網(wǎng)絡(luò)地址。網(wǎng)間技術(shù)是將不同物理網(wǎng)絡(luò)技術(shù)統(tǒng)一起來(lái) 的高層軟件技術(shù)。網(wǎng)間技術(shù)采用一種全局通用的地址格式，為全網(wǎng) 的每一網(wǎng)絡(luò)和每一主機(jī)都分配一個(gè)網(wǎng)間地址，以此屏蔽物理網(wǎng)絡(luò)地 址的差異。IP協(xié)議提供一種全網(wǎng)間通用的地址格式，并在統(tǒng)一管理 下進(jìn)行地址分配，保證一個(gè)地址對(duì)應(yīng)一臺(tái)網(wǎng)間主機(jī)〔包括網(wǎng)關(guān)〕， 這樣物理地址的差異被IP層所屏蔽。IP層所用到的地址叫做網(wǎng)間地 址，又叫IP地址。它由網(wǎng)絡(luò)號(hào)和主機(jī)號(hào)兩

2、局部組成，統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的 所有主機(jī)使用相同的網(wǎng)絡(luò)號(hào)，主機(jī)號(hào)是唯一的。IP地址是一個(gè)32為 的二進(jìn)制數(shù)，分成4個(gè)字段，每個(gè)字段8位。 (2)三類(lèi)主要的網(wǎng)絡(luò)地址 　　我們知道，從LAN到WAN，不同種類(lèi)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模相差很大，必須區(qū) 別對(duì)待。因此按網(wǎng)絡(luò)規(guī)模大小，將網(wǎng)絡(luò)地址分為主要的三類(lèi)，如下 ： 　　A類(lèi)： 0 1 2 3 8 16 24 　　3 1 0網(wǎng)絡(luò)號(hào)主機(jī)號(hào) B類(lèi)：1 0網(wǎng)絡(luò)號(hào)主機(jī)號(hào) 　　C類(lèi)：1 1 0網(wǎng)絡(luò)號(hào)主機(jī)號(hào) 　　A類(lèi)地址用于少量的〔最多27個(gè)〕主機(jī)數(shù)大于216的大型網(wǎng)，每 個(gè)A類(lèi)網(wǎng)絡(luò)可容納最多224臺(tái)主機(jī)；B類(lèi)地址用于主機(jī)數(shù)介于28～216 之間數(shù)量不多不少的

3、中型網(wǎng)，B類(lèi)網(wǎng)絡(luò)最多214個(gè)；C類(lèi)地址用于每個(gè) 網(wǎng)絡(luò)只能容納28臺(tái)主機(jī)的大量小型網(wǎng)，C類(lèi)網(wǎng)絡(luò)最多221個(gè)。 　　除了以上A、B、C三個(gè)主類(lèi)地址外，還有另外兩類(lèi)地址，如下： 　　D類(lèi)：1 1 1 0多目地址 　　E類(lèi)：1 1 1 1 0留待后用 　　其中多目地址〔multicast address〕是比播送地址稍弱的多點(diǎn) 傳送地址，用于支持多目傳輸技術(shù)。E類(lèi)地址用于將來(lái)的擴(kuò)展之用。 　　(3)TCP/IP規(guī)定網(wǎng)絡(luò)地址 　　除了一般地標(biāo)識(shí)一臺(tái)主機(jī)外，還有幾種具有特殊意義的特殊形 式。 　　*播送地址 　　TCP/IP規(guī)定，主機(jī)號(hào)全為“1〞的網(wǎng)絡(luò)地址用于播送之用，叫做 播送地

4、址。所謂播送，指同時(shí)向網(wǎng)上所有主機(jī)發(fā)送報(bào)文。 　　*有限播送 　　前面提到的播送地址包含一個(gè)有效的網(wǎng)絡(luò)號(hào)和主機(jī)號(hào)，技術(shù)上 稱(chēng)為直接播送〔directed boradcasting〕地址。在網(wǎng)間網(wǎng)上的任何 一點(diǎn)均可向其他任何網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行直接播送，但直接播送有一個(gè)缺點(diǎn)， 就是要知道信宿網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)號(hào)。 　　有時(shí)需要在本網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部播送，但又不知道本網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)號(hào)。 TCP/IP規(guī)定，32比特全為“1〞的網(wǎng)間網(wǎng)地址用于本網(wǎng)播送，該地址 叫做有限播送地址〔limited broadcast address〕。 　　*“0〞地址 　　TCP/IP協(xié)議規(guī)定，各位全為“0〞的網(wǎng)絡(luò)號(hào)被解釋成“本〞網(wǎng)絡(luò)

5、 。 　　*回送地址 　　A類(lèi)網(wǎng)絡(luò)地址127是一個(gè)保存地址，用于網(wǎng)絡(luò)軟件測(cè)試以及本地 機(jī)進(jìn)程間通信，叫做回送地址〔loopback address〕。無(wú)論什么程 序，一旦使用回送地址發(fā)送數(shù)據(jù)，協(xié)議軟件立即返回之，不進(jìn)行任 何網(wǎng)絡(luò)傳輸。 　　TCP/IP協(xié)議規(guī)定，一、含網(wǎng)絡(luò)號(hào)127的分組不能出現(xiàn)在任何網(wǎng)絡(luò) 上；二、主機(jī)和網(wǎng)關(guān)不能為該地址播送任何尋徑信息。由以上規(guī)定 可以看出，主機(jī)號(hào)全“0〞全“1〞的地址在TCP/IP協(xié)議中有特殊含 義，不能用作一臺(tái)主機(jī)的有效地址。 二、子網(wǎng)掩碼 (1)子網(wǎng)TCP/IP網(wǎng)間網(wǎng)技術(shù)產(chǎn)生于大型主流機(jī)環(huán)境中，它能開(kāi)展到今 天的規(guī)模是當(dāng)初的設(shè)計(jì)者們

6、始料未及的。網(wǎng)間網(wǎng)規(guī)模的迅速擴(kuò)展對(duì) IP地址模式的威脅并不是它不能保證主機(jī)地址的唯一性，而是會(huì)帶 來(lái)兩方面的負(fù)擔(dān)：第一，巨大的網(wǎng)絡(luò)地址管理開(kāi)銷(xiāo)；第二，網(wǎng)關(guān)尋 徑急劇膨脹。其中第二點(diǎn)尤為突出，尋徑表的膨脹不僅會(huì)降低網(wǎng)關(guān) 尋徑效率〔甚至可能使尋徑表溢出，從而造成尋徑故障〕，更重要 的是將增加內(nèi)外部路徑刷新時(shí)的開(kāi)銷(xiāo)，從而加重網(wǎng)絡(luò)負(fù)擔(dān)。 　　因此，迫切需要尋求新的技術(shù)，以應(yīng)付網(wǎng)間網(wǎng)規(guī)模增長(zhǎng)帶來(lái)的 問(wèn)題。仔細(xì)分析發(fā)現(xiàn)，網(wǎng)間網(wǎng)規(guī)模的增長(zhǎng)在內(nèi)部主要表現(xiàn)為網(wǎng)絡(luò)地 址的增減，因此解決問(wèn)題的思路集中在：如何減少網(wǎng)絡(luò)地址。于是 IP網(wǎng)絡(luò)地址的多重復(fù)用技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。 　　通過(guò)復(fù)用技術(shù)，使假設(shè)干物理

7、網(wǎng)絡(luò)共享同一IP網(wǎng)絡(luò)地址，無(wú)疑將 減少網(wǎng)絡(luò)地址數(shù)。 　　子網(wǎng)編址〔subnet addressing〕技術(shù)，又叫子網(wǎng)尋徑 〔subnetrouting〕，英文簡(jiǎn)稱(chēng)subnetting，是最廣泛使用的IP網(wǎng)絡(luò) 地址復(fù)用方式，目前已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，并成為IP地址模式的一局部。 　　一般的，32位的IP地址分為兩局部，即網(wǎng)絡(luò)號(hào)和主機(jī)號(hào)，我們 分別把他們叫做IP地址的“網(wǎng)間網(wǎng)局部〞和“本地局部〞。子網(wǎng)編 址技術(shù)將本地局部進(jìn)一步劃分為“物理網(wǎng)絡(luò)〞局部和“主機(jī)〞局部 ，如圖： 　　網(wǎng)間網(wǎng)局部物理網(wǎng)絡(luò)主機(jī) 　　網(wǎng)間網(wǎng)局部.本地局部 　　其中“物理網(wǎng)絡(luò)〞用于標(biāo)識(shí)同一IP網(wǎng)絡(luò)地址下的不同物理網(wǎng)絡(luò)

8、 ，既是“子網(wǎng)〞。 　　(2)子網(wǎng)掩碼IP協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：每一個(gè)使用子網(wǎng)的網(wǎng)點(diǎn)都選擇一 個(gè)32位的位模式，假設(shè)位模式中的某位置1，那么對(duì)應(yīng)IP地址中的某位為 網(wǎng)絡(luò)地址〔包括網(wǎng)間網(wǎng)局部和物理網(wǎng)絡(luò)號(hào)〕中的一位；假設(shè)位模式中 的某位置0，那么對(duì)應(yīng)IP地址中的某位為主機(jī)地址中的一位。例如位模 式：11111111 11111111 11111111 00000000中，前三個(gè)字節(jié)全1， 代表對(duì)應(yīng)IP地址中最高的三個(gè)字節(jié)為網(wǎng)絡(luò)地址；后一個(gè)字節(jié)全0，代 表對(duì)應(yīng)IP地址中最后的一個(gè)字節(jié)為主機(jī)地址。這種位模式叫做子網(wǎng) ?！瞫ubnet mask〕或“子網(wǎng)掩碼〞。 　　為了使用的方便，常常使用

9、“點(diǎn)分整數(shù)表示法〞來(lái)表示一個(gè)IP 地址和子網(wǎng)掩碼，例如B類(lèi)地址子網(wǎng)掩碼〔11111111 11111111 11111111 00000000〕為： 性，允許子網(wǎng)掩碼中的“0〞和“1〞位不連續(xù)。但是，這樣的子網(wǎng) 掩碼給分配主機(jī)地址和理解尋徑表都帶來(lái)一定困難，并且，極少的 路由器支持在子網(wǎng)中使用低序或無(wú)序的位，因此在實(shí)際應(yīng)用中通常 　　(3)子網(wǎng)掩碼與IP地址子網(wǎng)掩碼與IP地址結(jié)合使用，可以區(qū)分出 一個(gè)網(wǎng)絡(luò)地址的網(wǎng)絡(luò)號(hào)和主機(jī)號(hào)。 　　例如：有一個(gè)C類(lèi)地址為： 　　192．9．200．13其缺省的子網(wǎng)掩碼為： 　　255．255．255．0那么它的網(wǎng)絡(luò)號(hào)和主機(jī)號(hào)可按

10、如下方法得到： 將IP地址192．9．200．13轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制11000000 00001001 11001000 00001101 將子網(wǎng)掩碼255．255．255．0轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制11111111 11111111 11111111 00000000 將兩個(gè)二進(jìn)制數(shù)邏輯與〔AND〕運(yùn)算后得出的結(jié)果即為網(wǎng)絡(luò)局部 11000000 00001001 11001000 00001101 AND 11111111 11111111 11111111 00000000 11000000 00001001 11001000 00000000結(jié)果為 將子網(wǎng)掩碼取反再與IP地址邏輯與〔A

11、ND〕后得到的結(jié)果即為主機(jī)部 分11000000 00001001 11001000 00001101 AND 00000000 00000000 00000000 11111111 00000000 00000000 00000000 00001101結(jié)果為 　　(4)子網(wǎng)掩碼與IP地址子網(wǎng)掩碼與IP地址結(jié)合使用，可以區(qū)分出 一個(gè)網(wǎng)絡(luò)地址的網(wǎng)絡(luò)號(hào)和主機(jī)號(hào)。 　　例如：有一個(gè)C類(lèi)地址為： 　　192．9．200．13 其缺省的子網(wǎng)掩碼為： 　　255．255．255．0 那么它的網(wǎng)絡(luò)號(hào)和主機(jī)號(hào)可按如下方法得到： 將IP地址192．9．200．13轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制11000000

12、 00001001 11001000 00001101 將子網(wǎng)掩碼255．255．255．0轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制11111111 11111111 11111111 00000000 將兩個(gè)二進(jìn)制數(shù)邏輯與〔AND〕運(yùn)算后得出的結(jié)果即為網(wǎng)絡(luò)局部 11000000 00001001 11001000 00001101 AND 11111111 11111111 11111111 00000000 11000000 00001001 11001000 00000000結(jié)果為 即網(wǎng)絡(luò)號(hào)為192．9．200．0。 將子網(wǎng)掩碼取反再與IP地址邏輯與〔AND〕后得到的結(jié)果即為主機(jī)部 分11000000 00001001 11001000 00001101 AND 00000000 00000000 00000000 11111111 00000000 00000000 00000000 00001101 結(jié)果