IP地址初识与IP地址详解

IP地址简介

IP地址是我们进行TCP/IP通讯的基础,每个连接到网络上的计算机都必须有一个IP地址,用以表明自己在网络中的位置.

• 与MAC地址的区别:
  • MAC
    • 物理地址
    • 被烧录到网卡中,主要用于在本地网络上定位主机
  • IP
    • 逻辑地址
    • 主要用于远程的、不同网络上的主机进行通信
• IP的版本
  • IPV4 32bit
  • IPV6 128bit

IP地址分类-1

• IP地址按照编址分为5类
  • ABCDE五类
• 按照适用范围分为两类
  • 私网地址
  • 公网地址
• IP地址范围:0-255 全0全1不可用,1-254
• IP地址的构成=主机位0+网络位构成1
• IP地址的表示形式,点分十进制,分为4段,一个十进制=8位二进制=4*8=32

IP编址分类

分类	范围	特点
A	1-126	8位网络位24位主机位
B	128-191	16位网络位16位主机位
C	192-223	24位网络位8位主机位
D	224-239	组播使用
E	240-254	保留特殊用途

用于特殊目的的IP地址

有些IP地址是被保留用于某些特殊目的的,不能将这些地址分配给结点.

地址	功能
127.0.0.1	回环测试地址,指向本结点
结点地址全为0(主机位)	网络地址:10.0.0.0
结点地址全为1(主机位)	意指在指定网络上的"所有结点",如172.16.255.255,又称子网广播地址
整个IP地址全为0的地址	默认路由,也可指"任意网络"
整个IP地址全为1的地址(255.255.255.255)	在当前网络上对所有结点广播,又称本地广播

IP使用范围分类

编址方案	使用条件	优点	缺点
公有	1.需要直接连接因特网 2.足够的公有地址	1.地址是自主的 2.直接连接因特网	1.地址的费用高 2.网络增长受到限制 3.不安全的
私有	1.不需要直接连接 2.公有地址不够 3.NAT	1.便宜 2.可以不受限制的增长 3.潜在的安全性	1.需要一个设备进行网络转换 2.仍然需要公有地址

地址类	被保留的私网地址空间
A类	10.0.0.0-10.255.255.255
B类	172.16.0.0-172.31.255.255
C类	192.168.0.0-192.168.255.255

注:被保留的地址不会被互联网分配,它们不能直接和互联网连接

无类域间路由(CIDR)

它是ISP(因特网服务提供商)为公司家庭(客户)分配大量地址的基本方法,当你从ISP处得到一个成块的地址,如192.168.10.32/28这就是在告诉你,你的子网掩码是多少,这个斜线符指示的是有多少位被设置为1.

例如:A类地址默认的子网掩码是255.0.0.0.他意味着子网掩码的第一个字节是全1或11111111,因此它被表示成/8;B类被表示成/16.
最大可用子网掩码只能是30,因为你必须为主机保留至少2位.192.168.0.0/24

子网规划的用途

子网规划的好处

• 缩减网络流量
• 优化网络性能
• 简化管理
• 可以更为灵活地形成大覆盖范围的网络

创建子网须知-1

• 要创建子网,就需要从IP地址的主机部分中借出一定的位,并且保留它们用来定义子网地址,这意味着用于主机的位减少,所以子网越多,可用于定义主机的位越少.
• 划分子网前首先需要明确的是,当前的需求个将来的计划
• 划分子网的方法有很多,最适合你的方式就是正确的方式

子网划分步骤-1

• 彻底明白子网划分,你必须掌握的五个问题:
  • 选定的子网掩码将创建多少个子网?
    • 2^x = 子网数目.掩码中1的个数
    • 在11000000中,得到2^2 = 4个子网
  • 每个子网可包含多少台主机?
    • 2^ - 2 = 每个子网中主机的数目.掩码中0的个数
    • 在11000000中,0的个数决定了有2^6-2=62,即每个子网将有62个主机号.
    • 需要减2是因为子网地址和广播地址都不能是有效的主机地址
  • 有哪些合法的子网?
    • 256-子网掩码=块大小,即增量值
    • 256-192=64。192掩码的块大小总是64，从0开始以64为步长递增得到子网号0、64、128、192，直至子网掩码192.
  • 每个子网的广播地址是什么?
    • 广播地址总是紧邻下个子网的地址。
    • 0的子网广播地址是63，因为下个子网号是64.
  • 每个子网可包含那些主机地址?（哪些是合法的主机？）
    • 合法主机是那些介于各个子网之间的取值，并要减去全0和全1的主机号
    • 0子网的广播地址是63，那么1~62九世纪0子网的有效主机范围，即它总是介于子网地址和广播地址之间的地址

创建子网须知-2

理解2的幂

实例分析

• 192.168.10.0/26（255.255.255.192）
• 子网数 2^2=4
• 主机数 2^6-2=62
• 有效子网数 256-192=64
• 第一个子网 192.168.10.0
• 第二个子网 192.168.10.64
• 第三个子网 192.168.10.128
• 第四个子网 192.168.10.192

VLSM

• VLSM(variable length subent mask)可变长子网掩码
• VLSM规定了如何在一个进行了子网划分的网络中的不同部分使用不同的子网掩码.VLSM即也就是指的网络ID.

IP地址汇总

• 汇总方法
  • 将各子网地址的网段以二进制写出,其实就是写出网络ID,把网路ID汇总.
  • 比较,从第一位比特开始进行比较,将从开始不相同的比特到末尾位填充为0
  • 由此得到的地址为汇总后的网段的网络地址,其网络位为连续的相同的比特的位数

举例

172.18.129.0/24
172.18.130.0/24
172.18.132.0/24
172.18.133.0/24
如果这四个进行路由汇聚,能覆盖这四个网络的汇总地址是:++172.18.128.0/21++

算法:

129=10000001

130=10000010

132=10000100

133=10000101

前五位相同为10000

网络号就是8+8+5=21

10000000=128 所有汇总的IP地址就是172.18.128.0/21