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内容摘要#xff1a;IPv4地址#xff0c;分类编址#xff0c;子网#xff0c;无分类编址 IPv4地址概述
在TCP/IP体系中#xff0c;IP地址是一个最基本的概念#xff0c;IPv4地址就是给因特网上的每一台主机的每一个接口分配一个在全世界…学习日期2024.7.24
内容摘要IPv4地址分类编址子网无分类编址 IPv4地址概述
在TCP/IP体系中IP地址是一个最基本的概念IPv4地址就是给因特网上的每一台主机的每一个接口分配一个在全世界范围内唯一的32比特的标识符。
IPv4地址是32比特位的因为一连串0和1不方便阅读所以常用点分十进制法表示其实就是8个二进制数为一组用十进制数表示再用点分开也就是我们常见的形如192.168.0.1的形式。 为了方便后面的学习可以先熟悉几个常用的二进制转十进制
1111 1111转十进制是2551000 0000转十进制是128自然0111 1111转十进制是127
10开头的八位二进制数肯定是128一个小于64的数所以在128到192之间
110开头的八位二进制数肯定是12864一个小于32的数所以在192到223之间
IPv4地址的编址方法经历了三个历史阶段分类编址划分子网无分类编址下面依次介绍。
分类编址的IPv4
IPv4地址最初是分类编址的分A,B,C,D,E五类区别在于网络号和主机号所占的位数。 A类地址前8为是网络号且一定是0开头。B类地址前16位是网络号且一定是10开头。C类地址前24位是网络号且一定是110开头。通过这样的方式只看前三位就能区分开ABC类地址。
而D类地址是1110开头为多播地址E类地址是1111开头保留为今后使用这里不多介绍。
注意
①只有ABC类地址可以分配给网络中的主机和路由器接口
②主机号全0的地址是网络地址主机号全1的地址是广播地址不能分配给主机和路由器的各接口 下面为了各位和我自己能看清楚八位二进制数我会用空格隔开一次自行看做8位一组即可。
A类地址
A类地址前8位是网络号而且第一位固定是0。
最小网络号是0000 0000保留不指派。和BC不同A类的最小最大网络号不指派
最大网络号是0111 1111十进制为127作为本地环回测试地址不指派。 所以第一个可以指派的网络号是1网络地址为1.0.0.0主机号全0最后一个可指派的网络号是1260111 1110网络地址是126.0.0.0
所以A类地址可以指派的网络数量为126个1到126计算公式为
(8-1)是因为有8位但是第一位固定是0减2是因为减去最小网络号0和最大网络号127。
所以A类地址每个网络中可以分配的IP地址数量为 个
24位主机号减去全0的网络地址和全1的广播地址
B类地址
B类地址前16位是网络号而且前两位固定是10
最小网络号是1000 0000 0000 0000点分十进制表示是128.0是第一个可以指派的网络号
最大网络号是1011 1111 1111 1111点分十进制表示是191.255是最后一个可以指派的网络号 所以B类地址可指派的网络数量为个网络数前两位固定为10不用像A类一样再减2
每个网络中可以分配的IP地址数量为16位二进制数减全0和全1两种情况
C类地址
C类地址前24位是网络号而且前三位固定是110
最小网络号点分十进制表示是192.0.0是第一个可以指派的网络号
最大网络号点分十进制表示是223.255.255是最后一个可以指派的网络号 所以C类地址可指派的网络数量为
每个网络中可分配的IP地址数量为
小结
我们通过左起第一个十进制数的值就可以判断出网络类别因为A类是0开头所以A类地址的网络号一定小于127同理10开头的128~191是B类110开头的192~223是C类现在我们再回看192.168.0.1这个地址
我们发现它是一个C类地址网络号为192.168.0主机号为1
而1.2.3.4我们就知道它是一个A类地址网络号为1主机号为2.3.4
有三种情况的地址不能指派给主机或路由器接口
①A类网络号0和127 ②主机号全0的网络地址 ③主机号全1的广播地址
划分子网的IPv4
假如某单位有一个大型局域网想连接到因特网该单位如果申请C类网络地址只有254个IP地址不够用所以该单位申请了一个B类地址有65534个IP地址又有点太多了给每台计算机和路由接口分配IP地址后还有大量剩余这些剩余的IP地址只能由该单位的同一个网络使用其它单位的网络不能使用造成了浪费。
随着该单位的发展该单位新增了一些计算机并且需要将原来的网络按照部门划分成三个独立的网络分为子网1子网2和子网3假如原来申请的B类地址是子网1在用子网2和子网3是不能用的如果要申请新的网络号就要花费更多的费用而且也会浪费原有网络地址中的大量IP地址。
我们发现核心问题是主机号的长度。对于一个大型局域网来说C类地址254个主机号不够用B类65534个又太多了因此我们选择从主机号中“借走”一部分充当子网号来解决这个问题。
但是本来IPv4八位一组分的好好的我们这样一借就不是八位一组了所以我们需要引入一个东西来记录我们“借”了多少位充当子网号这就是子网掩码。
子网掩码也是32比特可以和IPv4地址对齐子网掩码连续是1的部分就是网络号和子网号是0的部分就是主机号。这样我们只需要看子网掩码的1到哪就可以知道有几位主机号了避免了主机号原本只能81632位三选一的弊端。 如图所示网络地址218.75.230.0218告诉我们这是个C类地址所以网络号是218.75.230而子网掩码是255.255.255.128前三个255是24个连续的比特1对应网络号最后一个128表示最后8位是1000 0000所以主机号的第一位被“借用”了充当了子网号。
因为只借用了一位所以子网数量是两个即子网号是0和1两种每个子网可分配的地址数量是
, (8-1)是因为8位主机号被借走一位事实上只有7位减2还是减去全0的网络地址和全1的广播地址。
可以结合下图对照仔细理解 划分子网的方式要兼容之前没有划分的形式所以默认的子网掩码是指在未划分子网的情况下使用的子网掩码。其实就是A类用255.0.0.0B类用255.255.0.0C类用255.255.255.0
无分类编址的IPv4地址
划分子网在一定程度上缓解了因特网在发展中遇到的困难但是数量众多的C类网因为其地址空间太小没有得到充分利用IPv4地址消耗速度很快
1993年因特网工程任务组IETF发布了无分类域间路由选择CIDRClassless Inter-Domain Routing
CIDR消除了传统的ABC类地址和子网的概念可以更加有效的分配IPv4地址的空间。
CIDR使用斜线记法就是在IPv4地址后面加上斜线/在斜线后面写上网络前缀所占的比特数。
比如说128.14.35.7/20网络前缀占用20比特主机号占用32-2012比特
CIDR实际上是将网络前缀全部相同的连续的IP地址组成一个CIDR地址块我们只要知道其中任意一个地址就可以知道该地址块的全部细节包括
1.地址块的最小地址 2.地址块的最大地址 3.地址块中的地址数量 4.地址块聚合某类网络的数量
5.地址掩码可继续称为子网掩码
如128.14.35.7/20因为20在16和32之间我们可以把后面16个二进制位写出来前面的依旧按点分十进制写如图所示 事实上就是通过/20这样的形式自由划分网络号和主机号该方法还可以用来进行路由聚合。 如图如果R1将自己直连的五个网络都通告给R2则R2的路由表会增加五个路由记录。为了减少占用R1可以将五个路由记录聚合起来因为其最大共同前缀都是172.1.0000 01共22位把剩下的位都取0则聚合地址块是172.1.4.0/22这个/22不能省很关键也可以称之为超网。 感谢您看到这里如果满意的话麻烦您点个赞支持一下主页还有更多内容分享。
内容总结自bilibili用户 湖科大教书匠的《计算机网络微课堂》和中国工信出版集团《图解TCP/IP》
