11-IP地址概述

1.关于ip地址

IP地址：IP Address 在网络中，通信节点都需要有一个IP地址

 

ip地址结构：

• 以点分十进制表示，有32位二进制构成（大小约43亿）
• 分为两大部分：网络位和主机位
• 网络位，代表IP地址所属的网段
• 主机位，代表网点上的某个节点

 

由子网掩码决定 “分界点”

 

ip地址通常用十进制表示，因此通常需要将二进制转换成十进制；

为了更快的计算，需要记住常用2的幂位； 

例如：11000000转换成十进制；

第8位和第7位是1，十进制为2的七次方+2的六次方 = 128+64=192

熟记：

 

2.ip地址分类

1）IP地址分类：IP地址分为A,B,C,D,E五类地址

能够被主机使用的地址：A,B,C “单播地址”

只能用作目的的地址：D “组播地址”

 

ipv4地址由4个八位二进制组成，按第一个八位二进制分类： 

    A类：1~126    ->第1位为0后面的随意（理论上是0~127，不过0和127有特定的用途 ）

    B类：128~191    ->10开头

    C类：192~223    ->110开头

    D类：224~239    ->1110开头（D类地址和组播技术有关）

    E类：240~255    ->保留地址，用作实验用途，不会在互联网上使用；

 

能被主机使用作为源地址的都是ABC三类；

ABC三类地址称为单播地址；

也就是说这三类地址可以和掩码搭配给主机使用；

 

0开头的地址是保留地址，代表没地址或所有地址，无法ping通；

127开头的地址是环回地址（LoopBack），表示当前设备，任何时候都能ping通；

    也就是说127开头的地址没网卡也能ping通，如果无法ping通说明设备装的系统没有TCP/IP协议组件，也就是没网络通信的能力；

 

2）特殊用途的地址：

    0.0.0.0 任意地址 用于配置默认路由

    127.0.0.0 环回地址 用于测试本地的TCP/IP协议栈是否正常

    169.254.0.0 微软分配的地址 用于在DHCP地址获取失败后使用的地址

    255.255.255.255 广播地址 用于本网络所有节点

 

3）公网地址和私网地址

在IP地址中定义了两种地址：公网地址和私网地址

• 公有地址：用于Internet，向ISP付费申请的地址，全球唯一
• 私网地址：仅用于企业网络内部，不能用于Internet，免费使用，可以重复

公网地址直接访问Internet，私网地址不能直接访问Internet。

私网地址访问Internet，需要NAT地址转换协议，将私网地址转换成公网地址

 

 

私网地址	范围
10.0.0.0/8	10.0.0.0~10.255.255.255
172.16.0.0/16	172.16.255.255~172.31.255.255
192.168.0.0/24	192.168.0.0~192.168.255.255

私网地址A类只给了10开头的网段；（只有一个房间，但这个房间非常大）

B类给了16个网段，也就是以172开头，第二个八位二进制从16开始到31结束；

C类有256个网段，也就是第3个二进制从0到255

A类网段只有一个，可以容纳2的24次方个地址；

B类有16个网段，每个网段容纳2的16次方个地址；

C类每个网段容纳2的8次方个地址；

 

3.子网掩码：subnet mask

• 用于区分网络地址和主机地址
• 1表示网络位，0表示主机位（连续的1和0，从左到右先1后0）

 

1）地址的默认子网掩码：

 

A类 /8       255.0.0.0

B类/16      255.255.0.0

C类 /24     255.255.255.0

 

2）网络地址和广播地址

每个网段上都有两个特殊地址（最大和最小）是不能够使用的：网络地址和广播地址

网络地址和广播地址：

 

网络地址、主机地址、广播地址：

 

网络地址	主机位全0 代表一个网段（头）
主机地址	主机位不能全0或1 代表网段内的一个节点
广播地址	主机位全1 代表一个网段内的所有节点（尾）

 

可用主机地址：掐头去尾 （减去网络和广播）

 

ping网络地址是无法ping通的，例如：pingC类地址 192.168.108.0是不通的；

广播地址可能会ping通，例如：ping 192.168.108.255，表示ping同一个广播域的所有人；

    广播域中的所有人都会收到，但会不会是另外一回事了；

    windows主机、安卓手机、苹果手机都是不回广播的；

 

4.非默认掩码

1）A,B,C类地址默认掩码

A类默认掩码：/8

B类默认掩码：/16

C类默认掩码：/24

 

2）有类IP地址规划的缺陷：

使用默认掩码的问题：地址范围过大或过小，导致IP地址的浪费

 

例如：

    房间1有30台主机，如果给个C类的地址，

    C类的默认掩码为/24，有255个主机位；

    也就是只需要30个主机位，但是给了255个主机位，很浪费；

例如：

    如果一个办公室有300台主机；

    C类地址只有255主机部分，满足不了要求；

    只能给B类地址，但B类地址有65534个主机位，浪费了65234个地址；

由于ip地址宝贵（特别是公网地址），为了节约地址，通常不会按默认的分类来使用掩码；

例如：一个房间有10台主机，只需要4位二进制（1111=1十进制的15）的主机位就能满足需求；

也就是C类地址，掩码为/28，这个C类地址剩下的主机位可以给其它区域用；

 

使用默认掩码的缺陷：

 

 

为了防止默认掩码带来的坏处，使用非默认的掩码；

例如：

    172.16开头的是B类地址；但使用默认掩码太过于浪费，且不安全；

    为了节省地址，下图中使用的掩码为/24，而不是默认的/16；

    这将C个地址分为多个 多个网段：1.0网段、2.0网段、3.0网段。。。

    不同的网段之间用路由器，分成多个广播域，防止广播浪费资源；    

 

3）子网划分：

• 满足不同网络对IP地址的需求
• 实现网络的层次化
• 节省IP地址
• 默认子网掩码可以进一步划分，称为可边长子网掩码“VLSM”
• 即网络位向主机位借位

 

网络位向主机位借1时，就可以划分出2个子网；

网络位借2位时，可划分出4个子网，以此类推；

 

如下图：

    B类地址172.16.0.0网络位借1位时，划分2个子网，分别是172.16.0和172.16.128.0

 

 

 

4）借位计算公式：

如果网络位向主机位借了m位，就能产生2的m次方个子网；例如：借3位产生8个子网；

借完位后，每个子网的主机数为：2的n次方-2个，n为剩余的主机位数，-2表示去掉网络号和广播号；

 

 

5.子网计算例题

1）题目1：192.168.1.100/29 的网络、广播地址、主机地址范围；

分析：借了5位，可划分出32个子网；

每个子网块大小（主机数）：2的3次方 = 8

写出几个子网，找规律：

    xxxxx    000

    00000    000    = 0

    00001    000    = 8

    00010    000    = 16

    00011    000    = 24

结论：每个子网开头都是8的倍数

 

8的倍数最接近100=96

 

网络地址广播地址：192.168.1.96~192.168.1.103

主机范围：192.168.1.97~192.168.1.102

 

2）题目2：192.168.100.0/24划分4个部门，每个部门有50台主机

因为需要满足50台主机，则主机位为64

划分4非部门，4个子网，至少借2位

块大小：2的6次方=64

 

网络地址和广播地址：

                          192.168.100.0~192.168.100.63

                          192.168.100.64.0~192.168.100.127

                          192.168.100.128~192.168.100.191

                          192.168.100.192~192.168.100.255

 掩码255.255.255.192

 

3）题目3：61.179.150.39/28 子网号为多少，广播号为多少，可用IP地址范围多少

块大小：2的4次方=16

 

网络地址广播地址：61.179.150.32~61.179.150.47

可用主机范围：61.179.150.33~61.179.150.46

 

4）题目4：19.224.17.0/17可不可以配置在路由器的接口上？

块大小：2的7次方=128

/17：表示在/16的基础上借了一位，可划分成2个子网；

网络地址和广播地址：

    19.224.0.0~19.224.127.255

    19.224.128.0~19.224.255.255

19.224.17.0既不是广播地址，也不是网络地址，因此可以作为主机地址配置在路由器接口上； 

 

5）题目5：37.95.221.16/5和41.222.221.16/5两个地址在不在同一个网段，能不能ping通？

/5：第一组8位里面有5位网络位，3位主机位，块大小为2的3次方=8；

每个子网都是8的倍数开头；

37在32~39这个子网中；

41在40~47这个子网中；

两个地址不在同一个8的倍数里面；

因此两个地址不在同一网段；

不在同一网段也就无法ping通；

 

 

6）题目6：生产部有100台主机，销售部有50台主机，财务部有25台主机，客服部有12台主机，如何划分子网？

 

生产部：块大小为128

             子网 192.168.100.0~192.168.100.127

             192.168.100.128~192.168.100.255

192.168.100.0 /25

 

销售部：块大小为64

     子网：192.168.100.0~192.168.100.63

               192.168.100.64~192.168.100.127

               192.168.100.128~192.168.100.191

               192.168.100.192~192.168.100.255

192.168.100.128 /26

 

财务部：块大小为32

      子网：192.168.0.0~192.168.0.31

        192.168.0.32~192.168.0.63

        192.168.0.64~192.168.0.65

        192.168.0.96~192.168.0.127

        192.168.0.128~192.168.0.159

        192.168.0.160~192.168.0.191

        192.168.0.192~192.168.0.223

        192.168.0.224~192.168.0.255

192.168.100.192 /27

 

客服部：      

     子网：192.168.0.0~192.168.0.31

       192.168.0.32~192.168.0.63

       192.168.0.64~192.168.0.65

       192.168.0.96~192.168.0.127

       192.168.0.128~192.168.0.159

       192.168.0.160~192.168.0.191

       192.168.0.192~192.168.0.223

       192.168.0.224~192.168.0.255

192.168.100.224 /27