一,IP地址概述
1,IP地址的作用:
在使用TCP/IP协议通信的网络中,IP地址是端到端的通信的唯一编址方式;且数据在传输过程中路径的选择也是基于IP编址的
2,IP地址的组成:
IP地址由32比特位组成,用点分十进制表示.其构成有两部分:网络ID+主机ID,其中"网络ID"表示范围值,"主机ID"表示节点值
3,IP地址分类及其私有地址
IP地址分为5类,其分别为:
类别 适用网络规模 网络ID与主机ID构成 二进制码特征 十进制值范围 网络数 可用主机地址数 私有地址 默认子网掩码
A类 大型网络 N+H+H+H 第一字节为"0xxxxxxx" 1~126 2^7-2 2^24-2 10.X.X.X 255.0.0.0
B类 中型网络 N+N+H+H 第一字节为"10xxxxxx" 128~191 2^14 2^16-2 172.16.0.0~172.31.255.255 255.255.0.0
C类 小型网络 N+N+N+H 第一字节为"110xxxxx" 192~223 2^21 2^8-2 192.168.X.X 255.255.255.0
D类 用于组播 ------- 第一字节为"1110xxxx" 224~239
E类 保留 -------
4,特殊的IP地址
0.0.0.0 代表任意网络地址
127.X.X.X 本地回环地址,用于测试TCP/IP协议
169.254.X.X DHCP服务保留
255.255.255.255 本地广播地址
主机ID全为0(二进制) 代表某网段的任意主机地址.即网络ID的表示方式
主机ID全为1(二进制) 代表某网段的所有主机地址.即网络子网广播
5,合法的主机地址:
合法的主机地址,即能够被设备使用的IP地址.A~C类中的IP地址可以被主机使用,但排除"主机ID"全为"0"或"1"的地址.
一个网络中可用的主机地址数:2^H-2 其中:H表示此网络中"主机ID"的比特位数值;2表示"主机ID"全为"0"(子网网络ID)和全为"1"(子网广播)的地址
二,子网规划
1,为什么要划分子网
隔离广播域,减少广播的负面影响,优化网络流量
有效的节省IP地址,减少IP地址的浪费
2,如何划分子网
子网掩码:由32个连续的"1"和"0"组成,用点分十进制表示,子网掩码与IP地址进行"与"运算(连续的"1"标识"网络ID",连续的"0"标识"主机ID",可以得到IP地址的网络ID,这样可以灵活的规划IP地址
引入子网掩码后,一个主机地址就由IP地址及子网掩码来共同决定.在此也引入了一种IP地址与子网掩码的标识方法---CIDR标记法:
例: IP地址为:192.168.1.1 子网掩码为:255.255.255.0 用CIDR标记法书写为: 192.168.1.1/24
例:子网掩码与IP地址的"与"运算("与"类似于乘法)
使用默认子网掩码:
IP地址 133.133.30.1 --> 10000101.10000101.00011110.00000001
子网掩码 255.255.0.0 --> 11111111.11111111.00000000.00000000
网络ID 10000101.10000101.00000000.00000000 --> 133.133.0.0
使用新的子网掩码:
IP地址 133.133.30.1 --> 10000101.10000101.00011110.00000001
子网掩码 255.255.248.0 --> 11111111.11111111.11110000.00000000
网络ID 10000101.10000101.00010000.00000000 --> 133.133.16.0
同时我们也可以得知133.133.30.1/20的一些其它信息
IP地址 133.133.30.1 10000101.10000101.00011110.00000001
子网掩码255.255.248.0 11111111.11111111.11110000.00000000
子网网络ID(主机ID全为0) 10000101.10000101.00010000.00000000 --> 133.133.16.0
子网广播(主机ID全为0) 10000101.10000101.00011111.11111111 --> 133.133.31.255
子网中第一个可用的IP地址 10000101.10000101.00010000.00000001 --> 133.133.16.1
子网中最后一个可用的IP地址 10000101.10000101.00011111.11111110 --> 133.133.31.254
可用的主机地址数 2^12-2
被划分的子网数 2^4
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子网掩码打破了默认的ABC类IP地址的使用规则,可以使用IP地址规划更灵活,也节省IP地址
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3,如何进行子网的规划
在节约IP地址的前提下,进行网络设计时,IP地址的需求一般会从两个方面考虑:1,网络中需要容纳多少台主机(即需要多少主机IP地址);2,网络中需要多少个子网(即子网数)
根据主机地址数的需求规划网络时:主机地址数<=2^H-2,H:主机ID位数值
根据子网的需求规划网络时:子网数<=2^N,N:网络ID被扩展的位数值(在CISCO认证考试中,默认情况下全0子网和全1子网不用,因此子网数为2^N-2,)
三,子网规划案例:
1,根据主机地址的需求来进行子网的规划
例:某公司有若干个部门,每个部门要有一个独立的网段,且每个部门计算机数不超过50台,现给你一个IP为192.168.10.55的网段,请你给出一个合理的子网掩码,并求出其所在子网的相关信息
分析:A,此IP地址为C类地址,默认的子网掩码为255.255.255.0
B,要求每个子网主机数不超过50台,因此主机ID的位数值为:2^H-2>=50 --> H=6,
C,所需求的子网掩码:255.255.255.192 网络ID数值+主机ID数值=32 --> 网络ID数值为:32-6=26 即子网掩码为:/26 同时表明网络ID向主机ID扩展了2位
计算: IP地址 192.168.10.55 --> 11000000.10101000.00001010.00110111
子网掩码255.255.255.192 --> 11111111.11111111.11111111.11000000
子网网络ID 11000000.10101000.00001010.00000000 ---> 192.168.10.0
子网广播 11000000.10101000.00001010.00111111 ---> 192.168.10.63
第一可用主机IP地址 11000000.10101000.00001010.00000001 ---> 192.168.10.1
最后一个可用主机IP地址 11000000.10101000.00001010.00111110 ---> 192.168.10.62
被划分的子网数: 2^N --> 2^(26-24) ---> 4
每子网可用的主机地址数2^H-2 2^6-2 --> 62
习题:某公司有若干个部门,每个部门要有一个独立的网段,且每个部门计算机数不超过500台,现给你一个IP为160.168.10.55的网段,请你给出一个合理的子网掩码,并求出其所在子网的相关信息
2,根据子网需求数来进行子网的规划
例:公司拥有一个193.18.0.0网段的地址块,现要将其划分为若干块,能够满足公司5个部门的需求(即需求5个子网),请你给一个合理的子网掩码,并求出IP地址193.18.0.108所在子网的相关信息
分析:A,此IP地址为C类地址,默认的子网掩码为255.255.255.0
B,要求能够满足5个子网的需求,因此网络ID向主机ID扩展的值为:2^N>=5 --> N=3,即网络ID向主机ID扩展了三位
C,所需求的子网掩码:255.255.255.224 网络ID数值+扩展的值=27 --> 即子网掩码为:/27 ---> 255.255.255.224
计算: IP地址 193.18.0.108 --> 11000001.00010010.00000000.01101100
子网掩码255.255.255.224 --> 11111111.11111111.11111111.11100000
子网网络ID 11000001.00010010.00000000.01100000 ---> 193.18.0.96
子网广播 11000001.00010010.00000000.01111111 ---> 193.18.0.127
第一个可用主机IP地址 11000001.00010010.00000000.01100001 ---> 193.18.0.97
最后一个可用主机IP地址 11000001.00010010.00000000.01111110 ---> 193.18.0.126
被划分的子网数 2^3 ---> 8
每子网可用的主机地址数 2^5-2 ---> 30
习题:某公司有25个部门,每个部门要有一个独立的网段,现给你一个160.168.10.55所在的网段,请你给出一个合理的子网掩码,并求出其所在子网的相关信息
四,超网简介:
在某些特殊环境中要将多个网络集合成一个更大的网络,这时就需要超网技术,即主机ID向网络ID扩展.在路由中对超网的运用主要体现在路由汇总上面.
例: 可将如下4个网络进行超网规划:
192.168.0.0/24 192.168.1.0/24 192.168.2.0/24 192.168.3.0/24
超网汇总后得到的值为: 192.168.0.0/22
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