《子网掩码和ip地址的关系》
子网掩码是用来判断任意两台计算机的IP地址是否属于同一子网络的根据。
最为简单的理解就是两台计算机各自的IP地址与子网掩码进行AND运算后,如果得出的结果是相同的,则说明这两台计算机是处于同一个子网络上的,可以进行直接的通讯。就这么简单。
请看以下示例:
运算演示之一:aa I P 地址 192.168.0.1 子网掩码 255.255.255.0 AND运算
转化为二进制进行运算: I P 地址 11010000.10101000.00000000.00000001 子网掩码 11111111.11111111.11111111.00000000 AND运算
11010000.10101000.00000000.00000000 转化为十进制后为:
192.168.0.0
运算演示之二: I P 地址 192.168.0.254 子网掩码 255.255.255.0 AND运算
转化为二进制进行运算: I P 地址 11010000.10101000.00000000.11111110 子网掩码 11111111.11111111.11111111.00000000 AND运算
11000000.10101000.00000000.00000000 转化为十进制后为:
192.168.0.0
运算演示之三: I P 地址 192.168.0.4 子网掩码 255.255.255.0 AND运算
转化为二进制进行运算: I P 地址 11010000.10101000.00000000.00000100 子网掩码 11111111.11111111.11111111.00000000 AND运算
11000000.10101000.00000000.00000000 转化为十进制后为:
192.168.0.0
通过以上对三组计算机IP地址与子网掩码的AND运算后,我们可以看到它运算结果是一样的。均为192.168.0.0
所以计算机就会把这三台计算机视为是同一子网络,然后进行通讯的。我现在单位使用的代理服务器,内部网络就是这样规划的。
也许你又要问,这样的子网掩码究竟有多少了IP地址可以用呢?你可以这样算。 根据上面我们可以看出,局域网内部的ip地址是我们自己规定的(当然和其他的ip地址是一样的),这个是由子网掩码决定的通过对255.255.255.0的分析。可得出: 前三位IP码由分配下来的数字就只能固定为192.168.0 所以就只剩下了最后的一位了,那么显而易见了,ip地址只能有(2的8次方-1),即256-1=255一般末位为0或者是255的都有其特殊的作用。
那么你可能要问了:如果我的子网掩码不是255.255.255.0呢?你也可以这样做啊假设你的子网掩码是255.255.128.0
那么你的局域网内的ip地址的前两位肯定是固定的了(什么,为什么是固定的?你看上边不就明白了吗?·#¥)
这样,你就可以按照下边的计算来看看同一个子网内到底能有多少台机器
1、十进制128 = 二进制1000 0000
2、IP码要和子网掩码进行AND运算
3、 I P 地址 00010000.01001001.1*******.******** 子网掩码 11111111.11111111.10000000.00000000 AND运算
00010000.01001001.10000000.00000000 转化为十进制后为:
16 . 73 . 128 . 0
4、可知我们内部网可用的IP地址为:
00010000.01001001.10000000.00000000 到 00010000.01001001.11111111.11111111
5、转化为十进制:
16.73.128.0 到 16.73.255.255
6、0和255通常作为网络的内部特殊用途。通常不使用。
7、于是最后的结果如下:我们单位所有可用的IP地址为: 192.168.128.1-192.168.128.254 192.168.129.1-192.168.129.254 192.168.130.1-192.168.130.254 192.168.131.1-192.168.131.254 . . . . . . . . . . . . . 192.168.139.1-192.168.139.254 192.168.140.1-192.168.140.254 192.168.141.1-192.168.141.254 192.168.142.1-192.168.142.254 192.168.143.1-192.168.143.254 . . . . . . . . . . . . . 192.168.254.1-192.168.254.254 192.168.255.1-192.168.255.254
8、总数为(255-128+1)*(254-1+1) =128 * 254 = 32512
9、看看的结果是否正确
(1)、设定IP地址为192.168.128.1
Ping 192.168.129.233通过测试
(2)、设定IP地址为192.168.255.254
Ping 192.168.129.233通过测试
访问可以显示出主页
10、结论
以上证明我们的结论是对的。
现在你就可以看你的子网中能有多少台机器了
255.255.255.128 分解: 11111111.11111111.11111111.1000000 所以你的内部网络的ip地址只能是 xxxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx.0??????? 到 xxxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx.01111111
掌握子网掩码、ip地址、主机号、网络号、网络地址、广播地址 1.172.16.10.33/27 中的/27也就是说子网掩码是255.255.255.224 即27个全1 2.从子网掩码255.255.255.252得出其网络位为30位,所以只有剩下的2位为主机位,主机位全零的为网络地址,主机位全1的为广播地址,剩余的主机号码为主机地址范围 3.公有地址(Public address)由Inter NIC(Internet Network Information Center 因特网信息中心)负责。这些IP地址分配给注册并向Inter NIC提出申请的组织机构。通过它直接访问因特网。 私有地址(Private address)属于非注册地址,专门为组织机构内部使用。私网IP地址是不可能直接用来跟WAN通信的,要么利用帧来进行通信(例如FR帧中继,HDLC,PPP)要么需要路由的NAT功能把私网地址转换成一个公网IP地址 以下列出留用的内部私有地址
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 再根据CCNA中会出现的题目给大家举个例子: 首先,我们看一个考试中常见的题型:一个主机的IP地址是202.112.14.137,掩码是255.255.255.224,要求计算这个主机所在网络的网络地址和广播地址。 常规办法是把这个主机地址和子网掩码都换算成二进制数,两者进行逻辑与运算后即可得到网络地址。 其实大家只要仔细想想,可以得到另一个方法:255.255.255.224的掩码所容纳的IP地址有256-224=32个(包括网络地址和广播地址),那么具有这种掩码的网络地址一定是32的倍数。而网络地址是子网IP地址的开始,广播地址是结束,可使用的主机地址在这个范围内,因此略小于137而又是32的倍数的只有128,所以得出网络地址是202.112.14.128。而广播地址就是下一个网络的网络地址减1。而下一个32的倍数是160,因此可以得到广播地址为202.112.14.159。 CCNA考试中,还有一种题型,要你根据每个网络的主机数量进行子网地址的规划和计算子网掩码。这也可按上述原则进行计算。比如一个子网有10台主机,那么对于这个子网需要的IP地址是: 10+1+1+1=13 注意:加的第一个1是指这个网络连接时所需的网关地址,接着的两个1分别是指网络地址和广播地址。因为13小于16(16等于2的4次方),所以主机位为4位。而 256-16=240 所以该子网掩码为255.255.255.240。 如果一个子网有14台主机,不少人常犯的错误是:依然分配具有16个地址空间的子网,而忘记了给网关分配地址。这样就错误了,因为: 14+1+1+1=17 17大于16,所以我们只能分配具有32个地址(32等于2的5次方)空间的子网。这时子网掩码为:255.255.255.224
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子网掩码与IP的关系(轉 ) 子网掩码与IP的关系 子网掩码是用来判断任意两台计算机的IP地址是否属于同一子网络的根据。 最为简单的理解就是两台计算机各自的IP地址与子网掩码进行AND运算后,如果得出的结果是相同的,则说明这两台计算机是处于同一个子网络上的,可以进行直接的通讯。就这么简单。 请看以下示例: 运算演示之一:aa IP 地址 192.168.0.1 子网掩码 255.255.255.0 转化为二进制进行运算: IP 地址 11010000.10101000.00000000.00000001 子网掩码 11111111.11111111.11111111.00000000 AND运算 11000000.10101000.00000000.00000000
转化为十进制后为: 192.168.0.0 运算演示之二: IP 地址 192.168.0.254 子网掩码 255.255.255.0 转化为二进制进行运算: IP 地址 11010000.10101000.00000000.11111110 子网掩码 11111111.11111111.11111111.00000000 AND运算 11000000.10101000.00000000.00000000
转化为十进制后为: 192.168.0.0 运算演示之三: IP 地址 192.168.0.4 子网掩码 255.255.255.0
转化为二进制进行运算:
IP 地址 11010000.10101000.00000000.00000100 子网掩码 11111111.11111111.11111111.00000000 AND运算 11000000.10101000.00000000.00000000
转化为十进制后为: 192.168.0.0
通过以上对三组计算机IP地址与子网掩码的AND运算后,我们可以看到它运算结果是一样的。均为192.168.0.0
所以计算机就会把这三台计算机视为是同一子网络,然后进行通讯的。我现在单位使用的代理服务器,内部网络就是这样规划的。 也许你又要问,这样的子网掩码究竟有多少了IP地址可以用呢?你可以这样算。 根据上面我们可以看出,局域网内部的ip地址是我们自己规定的(当然和其他的ip地址是一样的),这个是由子网掩码决定的通过对255.255.255.0的分析。可得出:
前三位IP码由分配下来的数字就只能固定为192.168.0 所以就只剩下了最后的一位了,那么显而易见了,ip地址只能有(2的8次方-1),即256-1=255一般末位为0或者是255的都有其特殊的作用。 那么你可能要问了:如果我的子网掩码不是255.255.255.0呢?你也可以这样做啊假设你的子网掩码是255.255.128.0 那么你的局域网内的ip地址的前两位肯定是固定的了(什么,为什么是固定的?你看上边不就明白了吗?) 这样,你就可以按照下边的计算来看看同一个子网内到底能有多少台机器 1、十进制128 = 二进制1000 0000 2、IP码要和子网掩码进行AND运算 3、IP 地址 00010000.01001001.1*******.******** 子网掩码 11111111.11111111.10000000.00000000 AND运算 00010000.01001001.10000000.00000000
转化为十进制后为: 16.73.128.0 4、可知我们内部网可用的IP地址为: 00010000.01001001.10000000.00000000
到 00010000.01001001.11111111.11111111 5、转化为十进制: 16.73.128.0 到 16.73.255.255 6、0和255通常作为网络的内部特殊用途。通常不使用。 7、于是最后的结果如下:我们单位所有可用的IP地址为: 192.168.128.1-192.168.128.254 192.168.129.1-192.168.129.254 192.168.130.1-192.168.130.254 192.168.131.1-192.168.131.254 . . . . . . . . . . . . . 192.168.139.1-192.168.139.254 192.168.140.1-192.168.140.254 192.168.141.1-192.168.141.254 192.168.142.1-192.168.142.254 192.168.143.1-192.168.143.254 . . . . . . . . . . . . . 192.168.254.1-192.168.254.254 192.168.255.1-192.168.255.254 8、总数为(255-128+1)*(254-1+1) =128 * 254 = 32512 FAINT!!!!@#!@把我们公司都卖了还买不了这么多的机器呢!·¥!·# 9、看看的结果是否正确 (1)、设定IP地址为192.168.128.1 Ping 192.168.129.233通过测试 (2)、设定IP地址为192.168.255.254 Ping 192.168.129.233通过测试 10、结论 以上证明我们的结论是对的。 现在你就可以看你的子网中能有多少台机器了 255.255.255.128 分解: 11111111.11111111.11111111.1000000 所以你的内部网络的ip地址只能是 xxxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx.0??????? 到 xxxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx.01111111 IP地址与子网掩码
IP地址与网络分类
(1)IP地址
不同的物理网络技术有不同的编址方式;不同物理网络中的主机,有不同的物理网络地址。网间网技术是将不同物理网络技术统一起来的高层软件技术。网间网技术采用一种全局通用的地址格式,为全网的每一网络和每一主机都分配一个网间网地址,以此屏蔽物理网络地址的差异。IP协议提供一种全网间网通用的地址格式,并在统一管理下进行地址分配,保证一个地址对应一台网间网主机(包括网关),这样物理地址的差异被IP层所屏蔽。IP层所用到的地址叫做网间网地址,又叫IP地址。它由网络号和主机号两部分组成,统一网络内的所有主机使用相同的网络号,主机号是唯一的。IP地址是一个32为的二进制数,分成4个字段,每个字段8位。
(2)三类主要的网络地址
我们知道,从LAN到WAN,不同种类网络规模相差很大,必须区别对待。因此按网络规模大小,将网络地址分为主要的三类,如下:
A类:
0 1 2 3 8 16 24
3 1 0网络号主机号
B类:
1 0网络号主机号
C类:
1 1 0网络号主机号
A类地址用于少量的(最多27个)主机数大于216的大型网,每个A类网络可容纳最多224台主机;B类地址用于主机数介于28~216之间数量不多不少的中型网,B类网络最多214个;C类地址用于每个网络只能容纳28台主机的大量小型网,C类网络最多221个。
除了以上A、B、C三个主类地址外,还有另外两类地址,如下:
D类:
1 1 1 0多目地址
E类:
1 1 1 1 0留待后用
其中多目地址(multicast address)是比广播地址稍弱的多点传送地址,用于支持多目传输技术。E类地址用于将来的扩展之用。
(3)TCP/IP规定网络地址
除了一般地标识一台主机外,还有几种具有特殊意义的特殊形式。
*广播地址
TCP/IP规定,主机号全为“1”的网络地址用于广播之用,叫做广播地址。所谓广播,指同时向网上所有主机发送报文。
*有限广播
前面提到的广播地址包含一个有效的网络号和主机号,技术上称为直接广播(directed boradcasting)地址。在网间网上的任何一点均可向其他任何网络进行直接广播,但直接广播有一个缺点,就是要知道信宿网络的网络号。
有时需要在本网络内部广播,但又不知道本网络网络号。TCP/IP规定,32比特全为“1”的网间网地址用于本网广播,该地址叫做有限广播地址(limited broadcast address)。
*“0”地址
TCP/IP协议规定,各位全为“0”的网络号被解释成“本”网络。
*回送地址
A类网络地址127是一个保留地址,用于网络软件测试以及本地机进程间通信,叫做回送地址(loopback address)。无论什么程序,一旦使用回送地址发送数据,协议软件立即返回之,不进行任何网络传输。
TCP/IP协议规定,一、含网络号127的分组不能出现在任何网络上;二、主机和网关不能为该地址广播任何寻径信息。由以上规定可以看出,主机号全“0”全“1”的地址在TCP/IP协议中有特殊含义,不能用作一台主机的有效地址。
二、子网掩码
(1)子网TCP/IP网间网技术产生于大型主流机环境中,它能发展到今天的规模是当初的设计者们始料未及的。网间网规模的迅速扩展对IP地址模式的威胁并不是它不能保证主机地址的唯一性,而是会带来两方面的负担:第一,巨大的网络地址管理开销;第二,网关寻径急剧膨胀。其中第二点尤为突出,寻径表的膨胀不仅会降低网关寻径效率(甚至可能使寻径表溢出,从而造成寻径故障),更重要的是将增加内外部路径刷新时的开销,从而加重网络负担。
因此,迫切需要寻求新的技术,以应付网间网规模增长带来的问题。仔细分析发现,网间网规模的增长在内部主要表现为网络地址的增减,因此解决问题的思路集中在:如何减少网络地址。于是IP网络地址的多重复用技术应运而生。
通过复用技术,使若干物理网络共享同一IP网络地址,无疑将减少网络地址数。
子网编址(subnet addressing)技术,又叫子网寻径(subnetrouting),英文简称subnetting,是最广泛使用的IP网络地址复用方式,目前已经标准化,并成为IP地址模式的一部分。
一般的,32位的IP地址分为两部分,即网络号和主机号,我们分别把他们叫做IP地址的“网间网部分”和“本地部分”。子网编址技术将本地部分进一步划分为“物理网络”部分和“主机”部分,如图:
网间网部分物理网络主机
|←网间网部分→|←————本地部分—————→|
其中“物理网络”用于标识同一IP网络地址下的不同物理网络,既是“子网”。
(2)子网掩码IP协议标准规定:每一个使用子网的网点都选择一个32位的位模式,若位模式中的某位置1,则对应IP地址中的某位为网络地址(包括网间网部分和物理网络号)中的一位;若位模式中的某位置0,则对应IP地址中的某位为主机地址中的一位。例如位模式:
11111111 11111111 11111111 00000000中,前三个字节全1,代表对应IP地址中最高的三个字节为网络地址;后一个字节全0,代表对应IP地址中最后的一个字节为主机地址。这种位模式叫做子网模(subnet mask)或“子网掩码”。
为了使用的方便,常常使用“点分整数表示法”来表示一个IP地址和子网掩码,例如B类地址子网掩码(11111111 11111111 11111111 00000000)为:
255.255.25.0 IP协议关于子网掩码的定义提供一种有趣的灵活性,允许子网掩码中的“0”和“1”位不连续。但是,这样的子网掩码给分配主机地址和理解寻径表都带来一定困难,并且,极少的路由器支持在子网中使用低序或无序的位,因此在实际应用中通常各网点采用连续方式的子网掩码。像255.255.255.64和255.255.255.160等一类的子网掩码不推荐使用。
(3)子网掩码与IP地址子网掩码与IP地址结合使用,可以区分出一个网络地址的网络号和主机号。
例如:有一个C类地址为:
192.9.200.13其缺省的子网掩码为:
255.255.255.0则它的网络号和主机号可按如下方法得到:
①将IP地址192.9.200.13转换为二进制11000000 00001001 11001000 00001101
②将子网掩码255.255.255.0转换为二进制11111111 11111111 11111111 00000000
③将两个二进制数逻辑与(AND)运算后得出的结果即为网络部分11000000 00001001 11001000 00001101 AND 11111111 11111111 11111111 00000000 11000000 00001001 11001000 00000000结果为192.9.200.0,即网络号为192.9.200.0。
④将子网掩码取反再与IP地址逻辑与(AND)后得到的结果即为主机部分11000000 00001001 11001000 00001101 AND 00000000 00000000 00000000 11111111 00000000 00000000 00000000 00001101结果为0.0.0.13,即主机号为13。
(4)子网掩码与IP地址子网掩码与IP地址结合使用,可以区分出一个网络地址的网络号和主机号。
例如:有一个C类地址为:
192.9.200.13 其缺省的子网掩码为:
255.255.255.0 则它的网络号和主机号可按如下方法得到:
①将IP地址192.9.200.13转换为二进制11000000 00001001 11001000 00001101
②将子网掩码255.255.255.0转换为二进制11111111 11111111 11111111 00000000
③将两个二进制数逻辑与(AND)运算后得出的结果即为网络部分11000000 00001001 11001000 00001101 AND 11111111 11111111 11111111 00000000 11000000 00001001 11001000 00000000结果为192.9.200.0,
即网络号为192.9.200.0。
④将子网掩码取反再与IP地址逻辑与(AND)后得到的结果即为主机部分11000000 00001001 11001000 00001101 AND 00000000 00000000 00000000 11111111 00000000 00000000 00000000 00001101 结果为0.0.0.13,即主机号为13。
三、子网划分与实例根据以上分析,建议按以下步骤和实例定义子网掩码。
1、将要划分的子网数目转换为2的m次方。如要分8个子网,8=23。
2、取上述要划分子网数的2的m次方的幂。如23,即m=3。
3、将上一步确定的幂m按高序占用主机地址m位后转换为十进制。如m为3 则是11100000,转换为十进制为224,即为最终确定的子网掩码。如果是C类网,则子网掩码为255.255.255.224;如果是B类网,则子网掩码为255.255.224.0;如果是C类网,则子网掩码为255.224.0.0。
在这里,子网个数与占用主机地址位数有如下等式成立:2m=n。其中,m表示占用主机地址的位数;n表示划分的子网个数。根据这些原则,将一个C类网络分成4个子网。若我们用的网络号为192.9.200,则该C类网内的主机IP地址就是192.9.200.1~192.9.200.254(因为全“0”和全“1”的主机地址有特殊含义,不作为有效的IP地址),现将网络划分为4个部分,按照以上步骤:
4=22,取22的幂,即2,则二进制为11,占用主机地址的高序位即为11000000,转换为十进制为192。这样就可确定该子网掩码为:192.9.200.192,4个子网的IP地址范围分别为:
二进制十进制
① 11000000 00001001 11001000 00000001 11000000 00001001 11001000 00111110 192.9.200.1
192.9.200.62
② 11000000 00001001 11001000 01000001 11000000 00001001 11001000 01111110 192.9.200.65
192.9.200.126
③ 11000000 00001001 11001000 10000001 11000000 00001001 11001000 10111110 192.9.200.129
192.9.200.190
④ 11000000 00001001 11001000 11000001 11000000 00001001 11001000 11111110 192.9.200.193
192.9.200.254
在此列出A、B、C三类网络子网数目与子网掩码的转换表,以供参考。
A类:
子网数目 占用位数 子网掩码 子网中主机数
2 1 255.128.0.0 8,388,606
4 2 255.192.0.0 4,194,302
8 3 255.224.0.0 2,097,150
16 4 255.240.0.0 1,048,574
32 5 255.248.0.0 524,286
64 6 255.252.0.0 262,142
128 7 255.254.0.0 131,070
128 8 255.255.0.0 65,534
B类:
子网数目 占用位数 子网掩码 子网中主机数
2 1 255.255.128.0 32,766
4 2 255.255.192.0 16,382
8 3 255.255.224.0 8,190
16 4 255.255.240.0 4,094
32 5 255.255.248.0 2,046
64 6 255.255.252.0 1,022
128 7 255.255.254.0 510
256 8 255.255.255.0 254
C类:
子网数目 占用位数 子网掩码 子网中主机数
2 1 255.255.255.128 126
4 2 255.255.255.192 62
8 3 255.255.255.224 30
16 4 255.255.255.240 14
32 5 255.255.255.248 6
64 6 255.255.255.252 2 其他回答共 2 条 基于IP协议的因特网,目前已经发展成为当今世界上规模最大、拥有用户最多、资源最广泛的通信网络。 IP协议也因此成为事实上的业界标准,以IP协议为基础的网络已经成为通信网络的主流。
一、IP地址
IP地址是用来标识网络中的一个通信实体,比如一台主机,或者是路由器的某一个端口。 而在基于IP协议网络中传输的数据包,也都必须使用IP地址来进行标识,如同我们写一封信, 要标明收信人的通信地址和发信人的地址,邮政工作人员通过该地址来决定邮件的去向。
在计算机网络里,每个被传输的数据包也要包括一个源IP地址和一个目的IP地址。 当该数据包在网络中进行传输时,这两个地址要保持不变,以确保网络设备总能根据确定的IP地址, 将数据包从源通信实体送往指定的目的通信实体。
目前,IP地址使用32位二进制地址格式,为方便记忆,通常使用以点号划分的十进制来表示,如:202.112.14.1。
一个IP地址主要由两部分组成:一部分是用于标识该地址所从属的网络号;另一部分用于指明该网络上某个特定主机的主机号。
为了给不同规模的网络提供必要的灵活性,IP地址的设计者将IP地址空间划分为五个不同的地址类别, 如下表所示,其中A、B、C三类最为常用。
网络号由因特网权力机构分配,主机地址由各个网络的管理员统一分配。因此, 网络地址的惟一性与网络内主机地址的惟一性确保了IP地址的全球惟一性。
二、子网划分
为了提高IP地址的使用效率,一个网络可以划分为多个子网:采用借位的方式, 从主机最高位开始借位变为新的子网位,剩余部分仍为主机位。 这使得IP地址的结构分为三部分:网络位、子网位和主机位,如图1所示。
引入子网概念后,网络位加上子网位才能全局惟一地标识一个网络。把所有的网络位用1来标识, 主机位用0来标识,就得到了子网掩码。图2所示的子网掩码转换为十进制之后为:255.255.255.224。
子网编址使得IP地址具有一定的内部层次结构,这种层次结构便于IP地址分配和管理。 它的使用关键在于选择合适的层次结构,使得网络地址既能适应各种现实的物理网络规模, 又能充分地利用IP地址空间(即从何处分隔子网号和主机号来决定)。
三、 IP 地址的局限性
最初的因特网设计者没有预想到网络会如此快速地发展, 因此现在网络面临的问题都可以追溯到因特网发展的早期决策上,IP地址的分配更能体现这一点。
目前使用的IPv4地址使用32位的地址,即在IPv4的地址空间中有232(约43亿)个地址可用。 这样的地址空间在因特网早期看来几乎是无限的,于是便将IP地址根据申请而按类别分配给某个组织或公司, 而没有考虑到IPv4地址空间最终会被用尽。
IPv4地址是按照网络的大小(所使用的IP地址数)来分类的,它的编址方案使用“类”的概念。 A、B、C三类IP地址的定义很容易理解,也很容易划分,但是在实际网络规划中, 它们并不利于有效地分配有限的地址空间。对于A、B类地址,很少有这么大规模的公司能够使用, 而C类地址所容纳的主机数又相对太少。所以,现有类别的IP地址并不利于有效地分配有限的地址空间,不适合网络规划。
在这种情况下,人们开始致力于下一代因特网协议——IPv6的研究。由于现在IPv6的协议并不完善和成熟, 还需要长期的试验验证,因此,IPv4到IPv6的完全过渡将是一个比较长的过程, 在过渡期间我们仍然需要在IPv4上实现网络间的互连。 而在20世纪90年代初期引入的变长子网掩码(VLSM)和无类域间路由(CIDR)等机制, 作为过渡时期提高IPv4地址空间使用效率的短期解决方案起到了很好的作用。 (1)IP地址
不同的物理网络技术有不同的编址方式;不同物理网络中的主机,有不同的物理网络地址。网间网技术是将不同物理网络技术统一起来的高层软件技术。网间网技术采用一种全局通用的地址格式,为全网的每一网络和每一主机都分配一个网间网地址,以此屏蔽物理网络地址的差异。IP协议提供一种全网间网通用的地址格式,并在统一管理下进行地址分配,保证一个地址对应一台网间网主机(包括网关),这样物理地址的差异被IP层所屏蔽。IP层所用到的地址叫做网间网地址,又叫IP地址。它由网络号和主机号两部分组成,统一网络内的所有主机使用相同的网络号,主机号是唯一的。IP地址是一个32为的二进制数,分成4个字段,每个字段8位。
(2)三类主要的网络地址
我们知道,从LAN到WAN,不同种类网络规模相差很大,必须区别对待。因此按网络规模大小,将网络地址分为主要的三类,如下:
A类:
0 1 2 3 8 16 24
3 1 0网络号主机号
B类:
1 0网络号主机号
C类:
1 1 0网络号主机号
A类地址用于少量的(最多27个)主机数大于216的大型网,每个A类网络可容纳最多224台主机;B类地址用于主机数介于28~216之间数量不多不少的中型网,B类网络最多214个;C类地址用于每个网络只能容纳28台主机的大量小型网,C类网络最多221个。
除了以上A、B、C三个主类地址外,还有另外两类地址,如下:
D类:
1 1 1 0多目地址
E类:
1 1 1 1 0留待后用
其中多目地址(multicast address)是比广播地址稍弱的多点传送地址,用于支持多目传输技术。E类地址用于将来的扩展之用。
(3)TCP/IP规定网络地址
除了一般地标识一台主机外,还有几种具有特殊意义的特殊形式。
*广播地址
TCP/IP规定,主机号全为“1”的网络地址用于广播之用,叫做广播地址。所谓广播,指同时向网上所有主机发送报文。
*有限广播
前面提到的广播地址包含一个有效的网络号和主机号,技术上称为直接广播(directed boradcasting)地址。在网间网上的任何一点均可向其他任何网络进行直接广播,但直接广播有一个缺点,就是要知道信宿网络的网络号。
有时需要在本网络内部广播,但又不知道本网络网络号。TCP/IP规定,32比特全为“1”的网间网地址用于本网广播,该地址叫做有限广播地址(limited broadcast address)。
*“0”地址
TCP/IP协议规定,各位全为“0”的网络号被解释成“本”网络。
*回送地址
A类网络地址127是一个保留地址,用于网络软件测试以及本地机进程间通信,叫做回送地址(loopback address)。无论什么程序,一旦使用回送地址发送数据,协议软件立即返回之,不进行任何网络传输。
TCP/IP协议规定,一、含网络号127的分组不能出现在任何网络上;二、主机和网关不能为该地址广播任何寻径信息。由以上规定可以看出,主机号全“0”全“1”的地址在TCP/IP协议中有特殊含义,不能用作一台主机的有效地址。
二、子网掩码
(1)子网TCP/IP网间网技术产生于大型主流机环境中,它能发展到今天的规模是当初的设计者们始料未及的。网间网规模的迅速扩展对IP地址模式的威胁并不是它不能保证主机地址的唯一性,而是会带来两方面的负担:第一,巨大的网络地址管理开销;第二,网关寻径急剧膨胀。其中第二点尤为突出,寻径表的膨胀不仅会降低网关寻径效率(甚至可能使寻径表溢出,从而造成寻径故障),更重要的是将增加内外部路径刷新时的开销,从而加重网络负担。
因此,迫切需要寻求新的技术,以应付网间网规模增长带来的问题。仔细分析发现,网间网规模的增长在内部主要表现为网络地址的增减,因此解决问题的思路集中在:如何减少网络地址。于是IP网络地址的多重复用技术应运而生。
通过复用技术,使若干物理网络共享同一IP网络地址,无疑将减少网络地址数。
子网编址(subnet addressing)技术,又叫子网寻径(subnetrouting),英文简称subnetting,是最广泛使用的IP网络地址复用方式,目前已经标准化,并成为IP地址模式的一部分。
一般的,32位的IP地址分为两部分,即网络号和主机号,我们分别把他们叫做IP地址的“网间网部分”和“本地部分”。子网编址技术将本地部分进一步划分为“物理网络”部分和“主机”部分,如图:
网间网部分物理网络主机
|←网间网部分→|←————本地部分—————→|
其中“物理网络”用于标识同一IP网络地址下的不同物理网络,既是“子网”。
(2)子网掩码IP协议标准规定:每一个使用子网的网点都选择一个32位的位模式,若位模式中的某位置1,则对应IP地址中的某位为网络地址(包括网间网部分和物理网络号)中的一位;若位模式中的某位置0,则对应IP地址中的某位为主机地址中的一位。例如位模式:
11111111 11111111 11111111 00000000中,前三个字节全1,代表对应IP地址中最高的三个字节为网络地址;后一个字节全0,代表对应IP地址中最后的一个字节为主机地址。这种位模式叫做子网模(subnet mask)或“子网掩码”。
为了使用的方便,常常使用“点分整数表示法”来表示一个IP地址和子网掩码,例如B类地址子网掩码(11111111 11111111 11111111 00000000)为:
255.255.25.0 IP协议关于子网掩码的定义提供一种有趣的灵活性,允许子网掩码中的“0”和“1”位不连续。但是,这样的子网掩码给分配主机地址和理解寻径表都带来一定困难,并且,极少的路由器支持在子网中使用低序或无序的位,因此在实际应用中通常各网点采用连续方式的子网掩码。像255.255.255.64和255.255.255.160等一类的子网掩码不推荐使用。
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