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彻底明白IP地址——IP地址的介绍(续)

作者:担子    转贴自:赛迪网    点击数:11003


IP地址的介绍

1、IP地址的表示方法

IP地址 = 网络号+主机号

    把整个Internet网堪称单一的网络,IP地址就是给每个连在Internet网的主机分配一个在全世界范围内唯一的标示符,Internet管理委员会定义了A、B、C、D、E五类地址,在每类地址中,还规定了网络编号和主机编号。在 TCP/IP协议中,IP地址是以二进制数字形式出现的,共32bit,1bit就是二进制中的1位,但这种形式非常不适用于人阅读和记忆。因此Internet管理委员会决定采用一种点分十进制表示法表示IP地址:面向用户的文档中,由四段构成的32 比特的IP地址被直观地表示为四个以圆点隔开的十进制整数,其中,每一个整数对应一个字节(8个比特为一个字节称为一段)。A、B、C类最常用,下面加以介绍。本文介绍的都是版本4的IP地址,称为IPv4.



    从上图可以看出:

  • A类地址:A类地址的网络标识由第一组8位二进制数表示, A类地址的特点是网络标识的第一位二进制数取值必须为0。不难算出,A类地址第一个地址为00000001,最后一个地址是01111111,换算成十进制就是127,其中127留作保留地址,A类地址的第一段范围是:1~126,A类地址允许有27 -2=126个网段(减2是因为0不用,127留作它用),网络中的主机标识占3组8位二进制数,每个网络允许有224-2=16777216台主机(减2是因为全0地址为网络地址,全1为广播地址,这两个地址一般不分配给主机)。通常分配给拥有大量主机的网络。
  • B类地址:B类地址的网络标识由前两组8位二进制数表示,网络中的主机标识占两组8位二进制数,B类地址的特点是网络标识的前两位二进制数取值必须为10。 B类地址第一个地址为10000000,最后一个地址是10111111,换算成十进制B类地址第一段范围就是128~191,B类地址允许有214 =16384个网段,网络中的主机标识占2组8位二进制数,每个网络允许有216-2=65533台主机,适用于结点比较多的网络。
  • C类地址:C类地址的网络标识由前3组8位二进制数表示,网络中主机标识占1组8位二进制数C类地址的特点是网络标识的前3位二进制数取值必须为110。C类地址第一个地址为11000000,最后一个地址是11011111,换算成十进制C类地址第一段范围就是192~223,C类地址允许有221 =2097152个网段,网络中的主机标识占1组8位二进制数,每个网络允许有28-2= 254台主机,适用于结点比较少的网络。


    有些人对范围是2x不太理解,举个简单的例子加以说明。如C类网,每个网络允许有28-2= 254台主机是这样来的。因为C类网的主机位是8位,变化如下:

    00000000

    00000001

    00000010

    00000011

    ……

    11111110

    11111111

    除去00000000和11111111不用外,从00000001到11111110共有254个变化,也就是28-2个。下图是IP地址的使用范围。



2、几个特殊的IP地址


1)私有地址
    上面提到IP地址在全世界范围内唯一,看到这句话你可能有这样的疑问,像192.168.0.1这样的地址在许多地方都能看到,并不唯一,这是为何?Internet管理委员会规定如下地址段为私有地址,私有地址可以自己组网时用,但不能在Internet网上用,Internet网没有这些地址的路由,有这些地址的计算机要上网必须转换成为合法的IP地址,也称为公网地址,这就像有很到的世界公园,每个公园内都可命名相同的大街,如香榭丽舍大街,但对外我们只能看到公园的地址和真正的香榭丽舍大街。下面是A、B、C类网络中的私有地址段。你自己组网时就可以用这些地址了。

    10.0.0.0~10.255.255.255

    172.16.0.0~172.131.255.255

    192.168.0.0~192.168.255.255

2)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。含网络号127的分组不能出现在任何网络上。

小技巧:

  • Ping 127.0.0.1,如果反馈信息失败,说明IP协议栈有错,必须重新安装TCP/IP协议。如果成功,ping本机IP地址,如果反馈信息失败,说明你的网卡不能和IP协议栈进行通信。
  • 如果网卡没接网线,用本机的一些服务如Sql Server、IIS等就可以用127.0.0.1这个地址。


3)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,指同时向同一子网所有主机发送报文。

4)网络地址

     TCP/IP协议规定,各位全为0的网络号被解释成本网络。由上可以看出: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,一般不能用作一台主机的有效地址。

3、子网掩码

    从上面的例子可以看出,子网掩码的作用就是和IP地址与运算后得出网络地址,子网掩码也是32bit,并且是一串1后跟随一串0组成,其中1表示在IP地址中的网络号对应的位数,而0表示在IP地址中主机对应的位数。

1)标准子网掩码

     A类网络(1 - 126) 缺省子网掩码:255·0·0·0

    255·0·0·0 换算成二进制为 11111111·00000000·00000000·00000000

    可以清楚地看出前8位是网络地址,后24位是主机地址,也就是说,如果用的是标准子网掩码,看第一段地址即可看出是不是同一网络的。如21.0.0.0.1和21.240.230.1,第一段为21属于A类,如果用的是默认的子网掩码,那这两个地址就是一个网段的。

    B类网络(128 - 191) 缺省子网掩码:255·255·0·0

    C类网络(192 - 223) 缺省子网掩码:255·255·255·0

    B类、C类分析同上。

2) 特殊的子网掩码

    标准子网掩码出现的都是255和0的组合,在实际的应用中还有下面的子网掩码

    255·128·0·0

    255·192·0·0

    。。。。。。

    255·255·192·0

    255·255·240·0

    。。。。。。

    255·255·255·248

    255·255·255·252

    这些子网掩码又是什么意思呢?这些子网掩码的出现是为了把一个网络划分成多个网络。

    还记得上面的例子吗?如下所示:192·168·0·1和192·168·0·200如果是默认掩码255.255.255.0两个地址就是一个网络的,如果掩码变为255.255.255.192这样各地址就不属于一个网络了。下面的子网划分将作详细介绍。



    表1是几个子网掩码计算过程中非常有用的十进制和二进制的对照



待续