IPIP地址、ipv4ipv6、子网掩码、网段计算、网络广播ID计算、默认网关、DNS服务器、DHCP服务器
文章是學習各方知識的總結,力求言簡意賅。
IP和IP地址:
IP(Internet Protocol)網絡之間互連的協議(網協)。
網絡之間互連的協議:為計算機網絡相互連接進行通信而設計的協議。在因特網中,它是能使連接到網上的所有計算機網絡實現相互通信的一套規則,規定了計算機在因特網上進行通信時應當遵守的規則。任何廠家生產的計算機系統,只要遵守IP協議就可以與因特網互連互通。
IP地址(Internet Protocol Address)互聯網協議地址(網際協議地址)
互聯網協議地址:一種在Internet上的給主機編址的方式。
IP地址是IP協議提供的一種統一的地址格式,它為互聯網上的每一個網絡和每一臺主機分配一個邏輯地址,以此來屏蔽物理地址的差異。
IP地址分類
常見的IP地址,分為IPv4與IPv6兩大類
IPv4
IPv4,互聯網協議的第四版,也是第一個被廣泛使用,構成現今互聯網技術的基礎的協議,現有的互聯網是在IPv4協議的基礎上運行的。
格式
IPv4中規定IP地址長度為4個字節,即32(按TCP/IP參考模型劃分) ,即有2^32-1個地址IPv4采用32位地址長度。一般的書寫法為4個用小數點分開的十進制數。便于記憶,可把4位數字化成一個十進制長整數。
組成及分類
- IP地址=網絡地址+主機地址 or
IP地址=網絡地址+子網地址+主機地址
網絡號(網絡地址):用于識別主機所在的網絡;
主機號(主機地址):用于識別該網絡中的主機。
根據網絡地址,IP地址分為五類,各類可容納的地址數目不同。
A、B、C三類IP地址的特征:當將IP地址寫成二進制形式時,A類地址的第一位總是0,B類地址的前兩位總是10,C類地址的前三位總是110。
00000001.00000000.00000000.0000000-01111111.00000000.00000000.00000000;
即1.0.0.0-127.0.0.0。
A類地址的IP范圍:網絡+主機:
00000001.00000000.00000000.00000000-011111111.11111111.11111111.11111111;
即1.0.0.0-127.255.255.255;
注:①127.X.X.X是保留地址,用做循環測試用,不能通訊。如localhost在ipv4中指的是127.0.0.1;
因而實際
A類地址的IP范圍:1.0.0.0-126.255.255.255;
本地測試IP范圍:127.0.0.0-127.255.255.255;
- B類地址IP范圍:128.0.0.0–191.255.255.255
- C類地址IP范圍:192.0.0.0–223.255.255.255
- D類地址IP范圍:224.0.0.0——239.255.255.255
- E類地址IP范圍:240.0.0.0——255.255.255.255
IPv6
IPv6:互聯網協議第6版。IPv4最大的問題在于網絡地址資源有限,嚴重制約了互聯網的應用和發展。IPv6的使用,不僅能解決網絡地址資源數量的問題,而且也解決了多種接入設備連入互聯網的障礙。
表示方法
IPv6的地址長度為128b,16字節,是IPv4地址長度的4倍。于是IPv4點分十進制格式不再適用,采用十六進制表示。IPv6有3種表示方法:
①冒分十六進制表示法
格式為X:X:X:X:X:X:X:X,其中每個X表示地址中的16b,以十六進制表示,例如:
ABCD:EF01:2345:6789:ABCD:EF01:2345:6789
②0位壓縮表示法
在某些情況下,一個IPv6地址中問可能包含很長的一段0,可以把連續的一段0壓縮為“::”。但為保證地址解析的唯一性,地址中”::”只能出現一次,例如:
FF01:0:0:0:0:0:0:1101 → FF01::1101
0:0:0:0:0:0:0:1 → ::1
0:0:0:0:0:0:0:0 → ::
③內嵌ipv4表示法
子網掩碼(subnet mask)
作用
子網掩碼不能單獨存在,它必須結合IP地址一起使用。作用如下:
①將某個IP地址劃分成網絡地址和主機地址兩部分,可判斷兩臺設備是否屬于同一網段;
②用于將一個大的IP網絡劃分為若干小的子網絡,減少IP浪費。
格式
為了標識IP地址的網絡部分和主機部分,要和地址掩碼(Address Mask)結合,掩碼跟IP地址一樣也是32 bits,用點分十進制表示。IP地址網絡部分對應的掩碼部分全為“1”,主機部分對應的掩碼全為“0”。
缺省狀態下,如果沒有進行子網劃分,A類網絡的子網掩碼為255.0.0.0,B類網絡的子網掩碼為255.255.0.0,C類網絡的子網掩碼為255.255.255.0。利用子網,網絡地址的使用會更加有效。
有了子網掩碼后,IP地址的標識方法如下:
例:192.168.1.1 255.255.255.0或者標識成192.168.1.1/24(掩碼中“1”的個數)。
網段地址判斷
兩臺計算機各自的IP地址與子網掩碼進行AND(按位與:全1則得1,不全1則得0)運算后,如果得出的結果是相同的,則說明這兩臺計算機是處于同一個子網絡上的,可以進行直接的通訊。如
IP地址:192.168.0.1
子網掩碼:255.255.255.0
and運算結果:192.168.0.0
給定子網掩碼、IP地址計算同一網段的所有IP地址
IP地址:192.168.0.1
子網掩碼:255.255.252.0
計算與IP地址同一個網段(子網絡,可直接通訊)的所有IP地址。
方法1:直接計算法
①將IP地址和子網掩碼按位與,結果:192.168.0.0,即尋找與子網掩碼按位與結果相同的所有IP地址即可。
②將192.168.0.0二進制表示為:
11000000.10101000.00000000.00000000
255.255.252.0二進制表示為:
11111111.11111111.11111100.00000000
即與子網掩碼1同位的保持不變,與0同位的可為1或0;
③MAX=11000000.10101000.00000011.11111111,192.168.3.255
MIN =11000000.10101000.00000000.00000000,192.168.0.0
即在192.168.0.0~192.168.3.255間(包含)的IP與該子網掩碼按位與運算所得的結果均為192.168.0.0,因而在同一網段。
注:主機ID為全0時表示網絡ID,全1時表示廣播地址,不建議使用
其中網絡ID:192.168.0.0
廣播ID:192.168.3.255
可用ID:192.168.0.1~192.168.3.254
方法2:快速計算法
該方法從一位多年網絡工程師學來,計算極為方便,如下:
IP地址:A.B.C.D
子網掩碼:255.255.Y.X
ABCDX:表示符合IP地址規則的任意數字。
Y:表示子網掩碼中第一個不是255的數字。
① Z=256-Y
② Y%Z=a(余數)
③ cs=C-a (當前網段的開始)
ce=cs+Z (下一個網段的起始)
cc=ce-1 (當前網段的最后一個)
④:補上最后一位,0~255,如果該位是最后一位則省掉該步驟。
實例1
IP地址:192.168.0.1 子網掩碼:255.255.252.0
計算:
256-252=4;
252%4=0;
0-0=0;
0+4-1=3;
結果:192.168.0.0~192.168.3.255
實例2
192.168.0.62/26(子網掩碼26個1)
計算:
26個1,即子網掩碼255.255.255.192
256-192=64;
62%64=62;
62-62=0;
0+64-1=63;
結果:192.168.0.0~192.168.0.63
結題原理和補碼有關,有興趣的可以研究下。
默認網關
網關(Gateway)
又稱網間連接器、協議轉換器。網關在網絡層以上實現網絡互連,是最復雜的網絡互連設備,僅用于兩個高層協議不同的網絡互連。
從一個房間走到另一個房間,必然要經過一扇門。
類似的,當A、B兩個網絡不處于同一網段時(與子網掩碼按位與結果不同),在沒有路由器的情況下,兩個網絡之間是不能進行TCP/IP通信的。如果從一個網絡向另一個網絡發送信息,必須經過一道“關口”,這道關口就是網關。
如果網絡A中的主機發現數據包的目的主機不在本地網絡中,就把數據包轉發給它自己的網關,再由網關轉發給網絡B的網關,網絡B的網關再轉發給網絡B的某個主機(如附圖所示)。網絡A向網絡B轉發數據包的過程。
默認網關
默認網關:一臺主機如果找不到可用的網關,就把數據包發給默認指定的網關,由這個網關來處理數據包。默認網關一般填寫192.168.x.1。
DNS服務器
DNS(Domain Name Server,域名服務器)是進行域名(domain name)和與之相對應的IP地址 (IP address)轉換的服務器。DNS中保存了一張域名(domain name)和與之相對應的IP地址 (IP address)的表,以解析消息的域名。
域名是Internet上某一臺計算機或計算機組的名稱,用于在數據傳輸時標識計算機的電子方位(有時也指地理位置)。域名是由一串用點分隔的名字組成的,通常包含組織名,而且始終包括兩到三個字母的后綴,以指明組織的類型或該域所在的國家或地區。
DHCP服務器
動態主機配置協議是一個局域網的網絡協議。指的是由服務器控制一段IP地址范圍,客戶機登錄服務器時就可以自動獲得服務器分配的IP地址和子網掩碼。
總結
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