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初识IP地址分配与子网掩码的衍生用法
来源: 作者:admin 时间:2019-01-29 18:25:20

众所周知,在电话通讯领域中,拨打电话首先要知道对方的电话号码,在整个电话网络中,号码是唯一的。同样的道理,在计算机网络中,每台计算机也要有一个类似于电话号码的识别码,它被称为IP地址。


IP地址


在计算机领域里电信号都用0或1来表示和识别,不论是计算机内部通信或者在网络中传输一个文件,对于硬件来说它都是由一连串的0和1的代码组成。例如下载一个MP3文件时,网络设备和计算机所接受到的信息实质上就是一长串0和1的代码,像00000100011111100000111100001010101010000。 


当然IP地址也不例外,网络设备分析IP地址时也是通过0、1代码来识别。当今IP地址使用v4版本,该版本的IP地址由32位0、1代码组成,采用二进制法则,也可以称为32比特,例如11000000101010000000000100000001。这么长的地址记忆起来非常困难,所以人们用“点分十进制”来表示IP地址,将32位代码分成4组每组8位,中间用“ .”分隔,所以上述代码就可以写成11000000.10101000.00000001.00000001,之后用十进制法则将4组8位代码用数字来表示,它就变成192.168.1.1。这样就容易我们记忆了。其中每组8位代码称为一个字节,一段IP地址由4个字节组成。 


那么根据这些特性,IP地址的总体范围位于32位0和32位1之间,即0.0.0.0~255.255.255.255。这就构成了现有互联网的整体IP地址范围。当然这些地址不能随意、凌乱的分配,我们还要把它们具体的划分。 


整个32位的IP地址由两部分组成:网络地址和主机地址。网络地址表示网络中的某一个网段,主机地址表示网段上的某一个主机。IP地址共分为五类 


A类:第一位比特位为0,第一个字节为网络地址,地址范围从1.X.X.X~127.X.X.X,其中127.X.X.X是保留地址用于测试,所以实际可用A类地址为1.X.X.X~126.X.X.X。 


B类:前两位比特位为10,前两个字节为网络地址,地址范围从128.X.X.X~191.X.X.X。 


C类:前三位比特位为110,前三个字节为网络地址,地址范围从192.X.X.X~223.X.X.X。 


D类:前四位比特位为1110,地址范围从224.X.X.X~239.X.X.X。 


E类:前四位比特位为1111,地址范围从240.X.X.X~254.X.X.X。 


其中0.0.0.0泛指所有网络,已经没有实际意义,代表的是所有的ip 


以255开头的IP地址用于广播,也就是子网掩码,将在文章后面向大家讲述。 


在互联网中常用的IP地址类型只有A、B、C三类,但也不是所有的地址都能用于公网。有一种IP地址被称为私有地址,用在局域网中,用来识别局域网计算机,这类地址不能用在公共网络中。 


A类私有地址:10.0.0.0~10.255.255.255 


B类私有地址:172.16.0.0~172.31.255.255 


C类私有地址:192.168.0.0~192.168.255.255 


我们可以看到C类私有地址非常熟悉,它是我们组建局域网最常用的地址段。当然局域网IP地址也可以用10段和172段,但这两个网络大多数人并不熟悉,所以很少人使用。 


划分子网 


划分子网这个词汇出现的比较被动,它是为了解决A、B类网址利用率不高的问题,它的优点是可以更高效率的利用某个网段,但它同样有缺点,那就是浪费更多的地址。 


为什么说浪费地址呢?笔者来举例说明。例如一个局域网IP地址段为192.168.0.0~192.168.0.255,一共有256个地址,但是192.168.0.0用来表示整个网段,192.168.0.255为这个网段的广播地址。所以在256个地址中,实际能分配给计算机用的地址只有254个,也就是说每个网段可用的地址数量=网段地址总数量-2。 


如果将192.168.0.X这个网段再划分成两个网段,那么第一个网段的地址范围就是192.168.0.0~192.168.0.128,第二个网段的地址范围是192.168.0.129~192.168.0.255。每个网段都要去掉首尾两个地址,如此算来192.168.0.X这个网段为了划分成两个网段共损失了4个地址。 


但是划分子网的优势也很明显,例如A类地址第一个字节为网络地址,剩下3个字节都是主机地址,那么A类地址的主机地址数一共是255×255×255=16581375个,这么多的主机是不可能处在同一个物理网络中的,这时我们可以划分子网把每个子网分配到不同的地区来使用,提高了A类地址的利用率。 


子网掩码 


提到了划分子网,就不能不提子网掩码,也称为广播地址,它在划分子网的过程中起着至关重要的作用。上面已经说了,子网掩码是以255开头,A类地址的通用子网掩码为255.0.0.0,B类子网掩码为255.255.0.0,C类子网掩码为255.255.255.0。如果四个字节都为255,它就是所有IP地址的广播地址。 对本机来说,这个地址指本网段内(同一广播域)的所有主机。如果翻译成人类的语言,应该是这样:“这个房间里的所有人都注意了!” 


子网掩码也有规则,拿C类子网掩码为例,转化为二进制就表示为11111111.11111111.11111111.00000000,所有1或0都必须是连续的,而不能写成11111111.11100000.11111000.00001111。A类和B类地址也是如此。 


另外,不可以选取任一子网掩码用于任何别的地址上。一些掩码对某些类别的地址是有效的,而对其他类别是无效的。例如255.255.0.0对A类和B类网络是有效的,但对于C类网络是无效掩码。 


那么如何使用子网掩码来划分网段呢。我们先来看下面的图表 

子网掩码

 

这些子网掩码都是C类的子网掩码,其中255.255.255.0是标准的C类子网掩码,其余掩码值都是它的扩展。当把192.168.0.0这个网段划分为两个子网时,我们就不能再用标准的子网掩码了,在配置IP地址时就要填入如下信息。 

配置IP地址


子网掩码的好处就是可以将一个网段划分成若干个子网,不同子网之间是互相独立的,在没有路由的情况下不能互相通信,即使他们处于同一个物理网络也不行。 


总结 


利用子网掩码进行子网划分在A、B类IP地址中的效率要比C类地址高的多,但在一个企业中,主机的数量一般不会达到上千,而管理员还想使各个部门的网络互相独立,那最好的办法就是进行子网划分。在划分子网之前要做好规划,确定子网的主机数量,还要留有备用的主机地址。子网掩码的值是固定的几种,不能随意的定义,所以在建网的时候要谨慎使用。 


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