IP地址的分类与划分子网

 IP地址通俗点说就像现实社会中的门牌号,接入互联网或者局域网的主机向对方主机发送数据包的时候,会将目的IP和自己的IP封装在IP数据包的包头,然后经过路由器这些设备转发到目的主机。

 

二进制与十进制之间的转换
 
由于牵扯到这部分的知识,就简单说一下,会的朋友直接无视,比如二进制数1111转换为10进制,转换过程:2的三次方+2的二次方+2的一次方+2的0次方=15,很简单的规律。
 
与运算
 
计算网段的时候要用到,先说一说,二进制的与运算通俗点来说就是数值一样的就保持一样,不一样的就是0,比如11111和10101进行与运算,1与1与运算就是1,1与0与运算就是0,0与0与运算还是0,结果就是10101,不难吧。
 
IP地址的划分
IP地址划分.jpg
IP地址是一个32位的二进制数,比如:10101010101010101010101010101010为便于使用,分为4个8位二进制数,比如:10101010. 10101010. 10101010. 10101010,但是现实中这么写还是太长,就将每个8位二进制数字转换为一个10进制数,比如192.168.0.1,用二进制表示的话就是11000000.10011110.00000000.00000001。
为适应不同的网络规模,管理IP的那帮人将IP分为5类,ABCDE,其中DE类跟我们没什么关系。
A类范围:1.0.0.1-126.255.255.255,A类地址的默认掩码为255.0.0.0,一个网段可以容纳16777214个主机。
B类范围:128.1.0.1-191.255.255.255,B类地址的默认掩码为255.255.0.0,一个网段可以容纳65534个主机。
C类范围:192.0.1.1-223.255.255.255,C类地址的默认掩码为255.255.255.0,一个网段可以容纳254个主机。
细心的人已经发现这里缺了以127开头的IP,这类IP是用于本机回环测试用的,通俗点说就是发往这个IP的数据包不会通过网卡发送到网络上,而是直接返回给本机的TCP/IP协议栈。
此外每类的地址还有保留地址,这些地址不能再互联网使用,只能在内部局域网使用,他们是:
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
C类的地址大家是不是很眼熟,这是因为C类地址默认网段可以容纳254台主机,基本满足中小型局域网的使用,所以使用非常频繁,下边的一些说明均以此网段为例进行演示。
 
子网掩码
 
子网掩码的作用就是将主机划分在一个特定的网段,在此网段中的主机无须通过路由器就可以互相访问,其中子网掩码部分为1的部分为网络位,为0的部分是主机位。
以192.168.0.1,子网掩码255.255.255.0为例说明:
前边已经说了与运算,计算一个IP所在的网段就是将此IP与子网掩码进行与运算,得出结果中的网络位就是IP所在网段,不难算出,192.168.0.1与255.255.255.0与运算的结果为192.168.0.1,其中192.168.0为网络位,最后一个0是主机位,网络位相同的主机就是在一个网段,不难得出192.168.0.2/24-192.168.0.254/24与192.168.0.1/24都在一个网段,这里的/24是255.255.255.0掩码的简写方式,3乘以8等于24,你懂的。
细心的人们又发现一个问题,为嘛没有192.168.0.255,这是因为主机位全部为1的地址表示广播地址,向这个地址发送的数据包整个网段的主机都可以收到。
 
无类域间路由(CIDR)
 
知道了子网掩码如何划分网段,如果遇到一个局域网拥有300台主机,用B类太浪费,用C类又不够的情况下你肿么办,这个时候,无类域间路由(CIDR)就诞生了,通俗一点说,CIDR就是一种将小网段聚合成大网段的技术,下边举例说明:
将192.168.0.0/24、192.168.0.1/24、192.168.0.2/24、192.168.0.3/24合并为一个网段的结果就是192.168.0.0/21,看到了木有,把默认的24改成21就可以完美解决这个问题,不信分别在原先四个网段挑出来一个地址算一下就知道了,这里就不演算了,不然再写一张纸也不够,大家原谅。
 
可变长子网掩码(VLSM)
 
这个与CIDR正好相反,是缩小网段,比如局域网只有10台主机的时候,用一个C类也比较浪费(一个C类容纳254个地址),如果原来用的是192.168.0.1/24-192.168.0.10/24这10个地址,使用VLSM技术,192.168.0.0/28完美解决这个问题,这里使用了28位的子网掩码,主机包括192.168.0.1-192.168.0.14一共14台主机,其中192.168.0.15为这个网络的广播地址。
初次看CIDR和VLSM,你可能会迷糊一下,其实只要知道网段是地址和子网掩码与运算的结果并熟练运用就会慢慢理解了。

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