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    網絡基礎之IP地址和子網掩碼

    2017年05月19日 17:12  點擊:[]

    一、IP地址

    IP是英文Internet Protocol的縮寫,意思是“網絡之間互連的協議”,也就是為計算機網絡相互連接進行通信而設計的協議。在因特網中,它是能使連接到網上的所有計算機網絡實現相互通信的一套規則,規定了計算機在因特網上進行通信時應當遵守的規則。任何廠家生產的計算機系統,只要遵守IP協議就可以與因特網互連互通。正是因為有了IP協議,因特網才得以迅速發展成為世界上最大的、開放的計算機通信網絡。因此,IP協議也可以叫做“因特網協議”。

    互聯網是由許多小型網絡構成的,每個網絡上都有許多主機,這樣便構成了一個有層次的結構。IP地址在設計時就考慮到地址分配的層次特點,將每個IP地址都分割成網絡號和主機號兩部分,以便于IP地址的尋址操作。

    IP地址是32位的二進制數值,用于在TCP/IP通訊協議中標記每臺計算機的地址。通常我們使用點式十進制來表示,如192.168.1.5等等。

    每個IP地址又可分為兩部分。即網絡號部分和主機號部分:網絡號表示其所屬的網絡段編號,主機號則表示該網段中該主機的地址編號。按照網絡規模的大小,IP地址可以分為A、B、C、D、E五類,其中A、B、C類是三種主要的類型地址,D類專供多目傳送用的多目地址,E類用于擴展備用地址。A、B、C三類IP地址有效范圍如下表:

    類別 網絡號 /占位數 主機號 /占位數 用途

    A 1~126 / 8 0~255 0~255 1~254 / 24 國家級

    B 128~191 0~255 / 16 0~255 1~254 / 16 跨過組織

    C 192~223 0~255 0~255 / 24 1~254 / 8 企業組織

    隨著互連網應用的不斷擴大,原先的IPv4的弊端也逐漸暴露出來,即網絡號占位太多,而主機號位太少,所以其能提供的主機地址也越來越稀缺,目前除了使用NAT在企業內部利用保留地址自行分配以外,通常都對一個高類別的IP地址進行再劃分,以形成多個子網,提供給不同規模的用戶群使用。

    二、什么是子網掩碼

    子網掩碼(subnet mask)又叫網絡掩碼、地址掩碼、子網絡遮罩,它是一種用來指明一個IP地址的哪些位標識的是主機所在的子網,以及哪些位標識的是主機的位掩碼。

    子網掩碼不能單獨存在,它必須結合IP地址一起使用。子網掩碼只有一個作用,就是將某個IP地址劃分成網絡地址和主機地址兩部分。

    子網掩碼是標志兩個IP地址是否同屬于一個子網的,也是32位二進制地址,其每一個為1代表該位是網絡位,為0代表主機位。它和IP地址一樣也是使用點式十進制來表示的。如果兩個IP地址在子網掩碼的按位與的計算下所得結果相同,即表明它們共屬于同一子網中。

    在計算子網掩碼時,我們要注意IP地址中的保留地址,即“ 0”地址和廣播地址,它們是指主機地址或網絡地址全為“ 0”或“ 1”時的IP地址,它們代表著本網絡地址和廣播地址,一般是不能被計算在內的。

    三、常用的子網掩碼

    子網掩碼有數百種,這里只介紹最常用的兩種子網掩碼,它們分別是“255.255.255.0”和“255.255.0.0”。

    1. 子網掩碼是“255.255.255.0”的網絡:

    最后面一個數字可以在0~255范圍內任意變化,因此可以提供256個IP地址。但是實際可用的IP地址數量是256-2,即254個,因為主機號不能全是“0”或全是“1”。

    2. 子網掩碼是“255.255.0.0”的網絡:

    后面兩個數字可以在0~255范圍內任意變化,可以提供65536個IP地址。但是實際可用的IP地址數量減2,即65534個。

    IP地址的子網掩碼設置不是任意的。如果將子網掩碼設置過大,也就是說子網范圍擴大,那么,根據子網尋徑規則,很可能發往和本地機不在同一子網內的目的機的數據,會因為錯誤的判斷而認為目的機是在同一子網內。

    三、子網掩碼的算法

    對于無須再劃分成子網的IP地址來說,其子網掩碼非常簡單,即按照其定義即可寫出:如某B類IP地址為 10.14.3.0,無須再分割子網,則該IP地址的子網掩碼為255.255.0.0。如果它是一個C類地址,則其子網掩碼為 255.255.255.0。其它類推,不再詳述。下面我們關鍵要介紹的是一個IP地址,還需要將其高位主機位再作為劃分出的子網網絡號,剩下的是每個子網的主機號,這時該如何進行每個子網的掩碼計算。一、利用子網數來計算

    在求子網掩碼之前必須先搞清楚要劃分的子網數目,以及每個子網內的所需主機數目。

    1)將子網數目轉化為二進制來表示

    2)取得該二進制的位數,為 N

    3)取得該IP地址的類子網掩碼,將其主機地址部分的的前N位置 1 即得出該IP地址劃分子網的子網掩碼。

     

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