计算机网络5 IP协议(无)分类编制

二进制累加法

一. IP的分类编制

MAC地址类似于身份证,用来通信不方便,引入IP地址来操作

在数据链路层有MAC地址,但是需要ARP广播,假如网络规模很大,此时出现广播风暴问题:

链路东西越多,冲突越多,从而用交换机操作,但是全球的计算机都用计算机,出现一下问题:

1. IP协议:

任何计算机目前所在的网络号,以及在这个网络号属于哪个主机号(IPV4,IPV6两个版本)

1.1 点分十进制数:

IPV4 分成四个区域,每个区域8比特,这8个比特用十进制描述成字符串

(8进制最大范围0-255:所以不会出现192.300.300.1

注意: 一台计算机可以有多个IP

1.2 IP构成: 网络号➕主机号

网络号:作用:标识你在哪个局域网、哪个网段

同一个局域网里,所有人网络号都一样

用来找「目标在哪一个网络」

主机号:作用:标识这个网络里的某一台具体设备

同一个局域网里,每台设备主机号必须不一样

用来在同一个网络里,精准找到某一台电脑 / 手机

举个例子(IPv4)

IP:192.168.1.100

子网掩码:255.255.255.0

掩码为255的部分 → 网络号

掩码为0的部分 → 主机号

网络号:192.168.1

主机号:100

1.3 一句话总结网络号主机号应用

网络号:找网段;主机号:找设备

1.4子网掩码作用

子网掩码就是用来划分哪部分是网络号、哪部分是主机号的

2. 主机号,网络号的规则

2.1 主机号规则

主机号不能全 0、不能全 1,

主机号全是1的是广播地址

主机号全是0的是网络地址

这两者不能分配给主机各接口

2.2 网络号规则

网络号不能随便改

网络号不能全 1

2.3 不能用私有网段乱配公网

回环地址

127.X.X.X是保留地址,用来做软件测试,叫做回环地址(A类地址0开头,后面全1,于是便舍弃做保留地址)

私有IP

ABC是人们所用电脑用的,DE是工程用到

单播:点对点通信(A----B)

广播:一对所有通信,网络号内进行全部通知(容易广播风暴)

组播/多播:对一个区域发消息,只有这个区域的电脑能接收到(一对一组)

有了IP好先判断是什么类,从而判断主机号多少位

3. 掌握知识点:

IPV4默认分类核心编码规则

网络号主机号划分

特殊IPV4地址的用途

源IP和目的IP的区别

A类:1-126(0,127保留)

B类:128-191

C类:19-223

目标地址属于私有地址的就全部丢弃,不允许使用

  1. b e g

2.A

4.各类地址注意及说明

4.1源地址,目的地址

源地址注意:源 IP 绝不允许用:网络地址、广播地址、回环地址

绝对不能当 源地址 的地址

网络地址 : 主机位全 0

比如 192.168.1.0,不能做源 IP

广播地址 : 主机位全 1

比如 192.168.1.255,绝对不能当源地址

回环地址 : 127.0.0.0/8

只能本机内部自测,不能当源 / 目的往外发数据包

全 0 地址 0.0.0.0(正常不行,但是特殊可以)

目的地址注意:单播、广播、组播;禁止用网络地址

特殊IPv4地址的用途:回环地址,私有地址,网络地址(主机号全0)、广播地址(主机号全1)

​ 0.0.0.0/8:保留地址,代表本主机

​ 127.0.0.0/8:回环地址,用于本机测试

​ 255.255.255.255:有限广播地址

二. IPV4地址的划分子网编址方法

子网掩码含义:专门针对IP地址中,主机太多情况,把一些主机号当作网络号

1.借位

借位:从IP地址中借位当作网络地址

比如:

8bit

1+7bit(借用1位)

可用的主机数量 : 128-2=126个主机

分出来一个

主机=2的n次幂

2.子网掩码运算方式及其规则

与运算

IP 地址 & 子网掩码 = 网络地址

1&任何数=任何数

0&任何数=0

二进制中:只有1&1=1,其他都是0

2.1 掩码二进制铁规则

网络位全部写 1

主机位全部写 0

2.2 子网掩码如何使用:

(1)拿到一个网先判断是哪个类型,从而知道对应主机号剩下几位

(2)对IP,子网掩码进行二进制转换

(3) IP和子网掩码与运算得到网络号

(4)在注意主机号不可以全0或者全11,同时需要学会IP和子网掩码的转换(二进制+与运算)

计算IP和子网掩码的计算工具:https://tool.chinaz.com/tools/subnetmask

三.无分类编制划分

网络号:不在分类,直接IP地址和子网掩码相与

主机号:IP地址和子网掩码取反然后相与

(这两句话是通用规则)

用/n的方式表示掩码

子网掩码计算:

(1)从/n下手

比如:/20

二进制:11111111.11111111.11110000.00000000

十进制:255.255.240.0

(2)按字节拆分计算

比如 /22:前两个字节用了 16 位,还剩 22-16=6 位在第三个字节里

第三个字节:前 6 位写 1,后 2 位写 0 → 11111100 = 252

所以掩码就是 255.255.252.0

可用主机数计算:

可用主机数=2的n次幂-2

n表示多少个网络号(网络位)

32-n叫做主机号/位

上面类型题的变换

四.总结

1.IP地址的提出

网络层目的连接不同形式的网络,使其互联(但是这些网络是不同的形式,所以提出IP地址)

1.1 专有名词的定义

IP协议,子网掩码

网络号,主机号

网络地址,广播地址,回环地址,私有地址

子网 / 子网划分

无分类编址

子网掩码计算,可用主机数的计算

2.IP,子网掩码,网络号

IP:网络号+主机号

子网掩码:网络号(全1)+主机号(全0)

网络号=IP & 子网掩码

3.子网划分

子网划分:从主机号借几位当作网络号,把一个大网络切成多个小子网,每个子网独立网段。

3.1 子网定义

子网定义:从主机位借几位当子网号,划分出若干个更小的独立网段,这每个小网段叫一个子网(比如最后的四个子网段)

3.2 核心规则:

(1)借 n 位 做子网号 → 子网数量:2^n

(2)剩下 m 位 做主机号 → 每个子网可用主机数:2^m - 2

减 2 原因:网络地址(全 0 主机位)、广播地址(全 1 主机位)不能给设备用

(3)子网网络号:IP 和掩码做按位与运算

(4)子网广播地址:主机位全部置 1

例子:192.168.1.0/24,要求划分4 个子网

借两位:要 4 个子网 → 2^n >= 4 → 借 2 位

剩余主机位:8-2=6\位

每个子网可用主机:2^6-2 =62 台

新掩码:原本 / 24,加借的 2 位 → /26,十进制 255.255.255.192

四个子网段

192.168.1.0/26 网络地址:.0 广播:.63

192.168.1.64/26 网络地址:.64 广播:.127

192.168.1.128/26 网络地址:.128 广播:.191

192.168.1.192/26 网络地址:.192 广播:.255

每个子网可用范围:去掉首尾网络和广播地址

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