专栏首页初见Linux4.IP地址与子网划分

4.IP地址与子网划分

去掉网络地址、广播地址即为可用地址。

一、IP地址:(32位,4字节)

逻辑地址,也就是IP网络地址。采用的是“网络地址+主机地址”(网络号 + 主机号)的形式表示的,4字节,以 . 分隔,用十进制表示,所以又叫点分十进制。

IP地址格式.png

1.IP地址划分

IP地址1.png

IP地址格式1.png

(1)A类地址

1.0.0.0 ~ 127.255.255.255

网络地址(1Byte) + 主机地址(3Byte),且网络地址的首位必须是0;则网络地址的取值范围是0~~127,而0是保留的并且表示所有IP地址,而127也是保留的地址(是用于测试环回用的)。因此A类地址的范围其实是从1-126之间,所以可用的A类网络有126个,每个网络能容纳2的24次方 - 2的主机数目个主机。

(2)B类地址

128.0.0.0 ~ 191.255.255.255

网络地址(2Byte) + 主机地址(2Byte),且网络地址的前两位是10;则网络地址的取值范围是128~~191,可用的B类网络有2的14方个,每个网络能容纳2的16次方 - 2个主机 。

(3)C类地址

192.0.0.0 ~ 223.255.255.255

网络地址(3Byte) + 主机地址(1Byte),且网络地址的前三位是110;则网络地址的取值范围是192~~223, 可用的C类网络有2的21次方,可达209万余个,每个网络能容纳254个主机。

(4)D类地址

224.0.0.0 ~ 239.255.255.255

此类地址称为多播地址,也叫做组播地址,前四位必须是1110;网络地址的取值范围是224~~239,

(5)E类地址

240.0.0.0 ~ 255.255.255.255

此类地址是保留地址,留作将来使用,前五位必须是11110;网络地址的取值范围是240~~254,

2.私有IP地址

也叫虚拟IP地址,规划IP地址时预留的3个网段,这些地址不用于公网,只在内部局域网使用,在互联网上不会被路由,通过NAT技术与公网通信。

(1)A类私有

10.0.0.1 ~ 10.255.255.254

(2)B类私有

172.16.0.1 ~ 172.31.255.254

(3)C类私有

192.168.0.1 ~ 192.168.255.254

3.特殊IP地址

(1)0.0.0.0

源IP地址。 当主机第一次连入网络的时候作为临时IP使用,表示本机的地址。

(2)255.255.255.255

受限广播地址。 表示同一广播域内的所有主机。

(3)127.x.x.x

回环地址(Loopback)。 用来测试自身的网络环境是否通畅。

(4)169.254.x.x

自动专用地址。又称保留地址。 各种原因和DHCP服务器失去联系时,系统自动给自己分配的地址。

(5)192.168.x.x

是内网的IP地址。

(6)网络地址

主机号位全为0。 表示网段整个网络,不分配。

(7)广播地址

主机号位全为1。 代表本网段所有主机,不分配。

(8)组播地址

224.0.0.0 ~ 239.255.255.255 。 表示一个组内所有主机。

二、子网掩码与子网划分

1.子网掩码(32位,4字节)

(1)是什么?

子网掩码(subnet mask,又叫网络掩码、地址掩码、子网络遮罩):用来区分子网网络地址和主机地址的工具。 子网掩码不能单独存在,它必须结合IP地址一起使用才有意义。 子网掩码只有一个作用,就是将某个IP地址划分成网络地址和主机地址两部分

(2)怎么做?

将IP地址的网络位全部用 1 表示。 IP地址、子网掩码都是32位的2进制,为了方便记忆转成10进制,通过子网掩码来区分网络位和主来机位,子网掩码跟IP地址一一对应,子网掩码为1的是网络位为0的是主机位。 比如:192.168.1.2 掩码255.255.255.0 。网络位192.168.1 主机位是2

(3)ABC三类子网掩码

① A类地址的子网掩码

255.0.0.0 也可用 /8 表示。 /8代表的意思是,子网掩码有8个1,也就是11111111。00000000。00000000。00000000 这是2进制表示的,转化成10进制就是255.0.0.0

② B类地址的子网掩码

255.255.0.0 也可用 /16 表示。 /16代表的意思是,子网掩码有16个1,也就是11111111。11111111。00000000。00000000 这是2进制表示的,转化成10进制就是255.255.0.0

③ C类地址的子网掩码

255.255.255.0 也可用 /24 表示。 /24代表的意思是,子网掩码有24个1,也就是11111111。11111111。11111111。00000000 这是2进制表示的,转化成10进制就是255.255.255.0

但有时候会出现 /21/23/20 这些其实就是属于超网。

2.网络地址(重点)

(1)网络地址

将32位的子网掩码IP地址 进行二进制形式的按位逻辑与(AND)运算。 与(AND)运算(全1则得1,不全1则得0)

(2)例

例:IP地址:192.168.10.1   ;子网掩码:255.255.255.0。
•      IP二进制为:11000000.10101000.00001010.00000001
​
•      子网掩码二进制为:11111111\. 11111111\. 11111111\. 000000000
​
•      逻辑与运算得:11000000.10101000.00001010.00000000
​
•                      十进制:192.168.10.0  其主机号为10,即这个网络中编号为10的主机。

3.主机地址(重点)

(1)主机地址

将子网掩码二进制按位取反,再与 IP地址 进行二进制形式的按位逻辑与(AND)运算。 与(AND)运算(全1则得1,不全1则得0)

(2)例

计算主机地址
​
例:IP地址:192.168.10.1   ;子网掩码:255.255.255.0。
•      IP二进制为:11000000.10101000.00001010.00000001
​
•      子网掩码二进制为:11111111\. 11111111\. 11111111\. 000000000
​
•      取反子网:00000000.00000000.00000000.11111111
​
•      在与IP地址进行二进制的逻辑“与”(AND)运算
​
•      1

4.熟记二进制与十进制对应

首先要熟记2的幂:2的0次方到9次方的值分别为:1,2,4,8,16,32,64,128,256和512。 还有要明白的是:子网划分是借助于取走主机位,把这个取走的部分作为子网位.因此这个意味划分越多的子网,每个子网容纳的主机将越少.

5.缺省子网掩码(考点)

即未划分子网,对应的网络号的位都置1,主机号都置0。 缺省 就是 默认的意思。

① A类网络缺省子网掩码:

255.0.0.0

② B类网络缺省子网掩码:

255.255.0.0

③ C类网络缺省子网掩码:

255.255.255.0 C类的ip地址,缺省的子网掩码是24位的

缺省子网掩码.png

解:先判断它是哪一类。

6.子网划分

子网划分:是从主机位借位作为网络位,以子网掩码分割。

7.超网划分(汇聚算法)

超网划分:是从网络位借位将子网范围扩大。 比如: 192.168.0.0 网络做超网划分,所包括的网段数 必为2的次方数,即 1,2,4,8,16,32,64,128,256借1位网络位,相当把2^1个子网 划分成一个超网, 如:192.168.0.0/23 。

路由汇聚算法的实现: 假设下面有4个路由: 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,能覆盖这四个路由的是: 172.18.128.0/21 算法为:129的二进制代码是10000001 130的二进制代码是10000010 132的二进制代码是10000100 133的二进制代码是10000101 这四个数的前五位相同都是10000,所以加上前面的172.18这两部分相同的位数,网络号就是8+8+5=21。而10000000的是进制数是128,所以,路由汇聚的Ip地址就是172.18.128.0。所以最终答案就是172.18.128.0/21。

超网划分.png

8.子网范围:子网地址~广播地址(重点)

/21 给你它的子网掩码,也就是前面21位是网络位,后面11位是主机位。 之前我们学到A\B\C类有它的子网掩码,而/21就是属于超网。

子网范围.png

/21 说明前21位是网络位,后11位是主机位。 主机位全置1,就是广播地址! 也就是 11001111 所以第三个字节 11001000 - 11001111 的范围,化成十进制就是 200 ~ 207,答案就是B。

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