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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
(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)三類主要的網(wǎng)絡(luò)地址
我們知道,從LAN到WAN,不同種類網(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,如下
:
A類:
0 1 2 3 8 16 24
3 1 0網(wǎng)絡(luò)號(hào)主機(jī)號(hào)
B類:1 0網(wǎng)絡(luò)號(hào)主機(jī)號(hào)
C類:1 1 0網(wǎng)絡(luò)號(hào)主機(jī)號(hào)
A類地址用于少量的〔最多27個(gè)〕主機(jī)數(shù)大于216的大型網(wǎng),每
個(gè)A類網(wǎng)絡(luò)可容納最多224臺(tái)主機(jī);B類地址用于主機(jī)數(shù)介于28~216
之間數(shù)量不多不少的
3、中型網(wǎng),B類網(wǎng)絡(luò)最多214個(gè);C類地址用于每個(gè)
網(wǎng)絡(luò)只能容納28臺(tái)主機(jī)的大量小型網(wǎng),C類網(wǎng)絡(luò)最多221個(gè)。
除了以上A、B、C三個(gè)主類地址外,還有另外兩類地址,如下:
D類:1 1 1 0多目地址
E類: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)地址管理開銷;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)的開銷,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)
模〔subnet 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