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IP地址的组成,关于IP地址划分详解

IP地址的组成,关于IP地址划分详解

首先,回想一下我们在上一课提到了IP地址的分类,那么IP地址是如何分类的呢?划分的依据是什么?这就不得不提IP地址划分背后的故事了。

01IP地址划分

初始32位IP地址由{《网络地址/网络号》 《主机地址/主机号》}组成,分为五类,其中A类、B类、C类最常用。

IP地址编码规范中规定,网络地址和主机地址全零为本地地址,表示本地网络或主机;网络地址和主机地址所有的1都是广播地址,这意味着所有的网站都可以接收发送的信息。一般来说,这两个IP地址不能用作互联网中的主机IP地址。因此,从每种类型的IP地址中排除这两个,我们可以计算ABC的三种类型的IP地址的网络地址的数量以及每个网络地址可以容纳的主机的数量:

a类IP地址:

126(2 ^ 7-2)个网络地址,可容纳16777214(2 ^ 24-2)台主机。

b类IP地址:

16382(2 ^ 14-2)个网络地址,可容纳65534(2 ^ 16-2)台主机。

c类IP地址:

2097150(2 ^ 21-2)个网络地址,可容纳254(2 ^ 8-2)台主机。

上述IP地址表示称为二级IP地址。不难发现,在实际应用中,B类网络地址太多,C类网络地址太少,IP地址空间的利用率就会低,不灵活。于是,子网划分的概念出现了。

02细分

子网划分是将原来的二级IP地址进一步划分为三级IP地址,即:{《网络地址/网络号》,《子网地址/子网号》,《主机地址/主机号》}。参考下图,将C类的二级IP地址分为三级IP地址。

子网地址是借用主机地址,所以子网划分实际上是减少主机数量,分配给不同的子网,每个子网包含一定数量的主机。子网可以理解为从内部将一个大的网络划分成几个小的子网。但是对于网络的外层来说,它仍然是一个很大的网络,只有网络的内部才能看到它被划分了子网。

比如给一所大学分配一个很大的网段,学校可以用三级IP地址划分的方法分配给相应的学院。对于互联网,学校的网络地址还是那个网络地址,只有高校才知道自己内部被子网化了。

但是,有一个问题。当Internet中的网络设备向学校中的主机发送数据时,当IP包到达学校网络时,路由器如何机智地识别数据应该发送到哪个子网?子网掩码在这里起了很大的作用。

03子网掩码

子网掩码将一个IP地址分为网络地址和主机地址两部分,可以用来判断任意两台主机的IP地址是否属于同一个子网。具体来说,两台计算机的IP地址和子网掩码进行AND运算后,如果结果相同,则说明两台计算机在同一个子网,可以直接通信。

例如:

192.168.1.1》11000000.10101000.00000001 00000001

子网掩码

255.255.255.240》11111111.11111111.11111111.11110000

阶段和获取:

11000000 10101000 00000001 00000000

网络地址是:

192.168.1.0

主机地址是:

0.0.0.1

在实际应用中,我们会遇到这样一个IP地址:

IP地址:192.168.1.1

子网掩码:255.255.255.0

IP地址:192.168.1.2

子网掩码:255.255.255.0

可以直接判断出它们的网络地址都是192.168.1.0,属于同一个子网段。这样又怎么样呢?

IP地址:192.168.1.1

子网掩码:255.255.255.0

IP地址:192.168.1.2

子网掩码:255.255.0.0

根据AND运算,你发现他们虽然长得很像,但并不是“一家人”。第一个网络地址是192.168.1.0,第二个网络地址是192.168.0.0,不在同一个子网段。

04CIDR

子网划分有效地减少了网络中浪费的IP地址,但仍然存在一些问题。

比如一个公司需要2000个地址,分配一个B类IP地址,那就太浪费了,分配一个C类IP地址是不够的。那么如何解决这个问题呢?

这导致了无类域间路由(CIDR),即无类寻址。它消除了ABC类和子网划分的传统概念。使网段划分更加灵活。使用CIDR符号(对角线符号)表示IP地址:{《网络前缀》 《主机地址/主机号》 }/网络前缀数量。

以上述公司为例,需要8个C类地址,可以形成一个地址块,这个CIDR地址块就分配给了该公司。主机地址只需要11位,网络前缀只需要21位。子网掩码表示为

11111111.11111111.11111000.00000000

例如,分配8个以192.168开头的C类地址块:

11000000.10101000.11111xxx

标签:地址IP网络地址


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