網(wǎng)絡工程師IP地址劃分詳細說明

1、網(wǎng)絡IP地址詳細說明CIU軟考聯(lián)盟提供一、IP地址的介紹1、IP地址的表示方法IP地址 = 網(wǎng)絡號+主機號把整個Internet網(wǎng)堪稱單一的網(wǎng)絡，IP地址就是給每個連在Internet網(wǎng)的主機分配一個在全世界范圍內(nèi)唯一的標示符，Internet管理委員會定義了A、B、C、D、E五類地址，在每類地址中，還規(guī)定了網(wǎng)絡編號和主機編號。在 TCP/IP協(xié)議中，IP地址是以二進制數(shù)字形式出現(xiàn)的，共32bit，1bit就是二進制中的1位，但這種形式非常不適用于人閱讀和記憶。因此Internet管理委員會決定采用一種點分十進制表示法表示IP地址：面向用戶的文檔中，由四段構成的32 比特的IP地址被直觀地表示

2、為四個以圓點隔開的十進制整數(shù)，其中，每一個整數(shù)對應一個字節(jié)（8個比特為一個字節(jié)稱為一段）。A、B、C類最常用，下面加以介紹。本文介紹的都是版本4的IP地址，稱為IPv4. 從上圖可以看出：A類地址：A類地址的網(wǎng)絡標識由第一組8位二進制數(shù)表示，A類地址的特點是網(wǎng)絡標識的第一位二進制數(shù)取值必須為0。不難算出，A類地址第一個地址為00000001，最后一個地址是01111111，換算成十進制就是127，其中127留作保留地址，A類地址的第一段范圍是：1126，A類地址允許有27 -2=126個網(wǎng)段（減2是因為0不用，127留作它用），網(wǎng)絡中的主機標識占3組8位二進制數(shù)，每個網(wǎng)絡允許有224-2=16

3、777216臺主機（減2是因為全0地址為網(wǎng)絡地址，全1為廣播地址，這兩個地址一般不分配給主機）。通常分配給擁有大量主機的網(wǎng)絡。B類地址：B類地址的網(wǎng)絡標識由前兩組8位二進制數(shù)表示，網(wǎng)絡中的主機標識占兩組8位二進制數(shù)，B類地址的特點是網(wǎng)絡標識的前兩位二進制數(shù)取值必須為10。 B類地址第一個地址為10000000，最后一個地址是10111111，換算成十進制B類地址第一段范圍就是128191，B類地址允許有214 =16384個網(wǎng)段，網(wǎng)絡中的主機標識占2組8位二進制數(shù)，每個網(wǎng)絡允許有216-2=65533臺主機，適用于結點比較多的網(wǎng)絡。C類地址：C類地址的網(wǎng)絡標識由前3組8位二進制數(shù)表示，網(wǎng)絡中主

4、機標識占1組8位二進制數(shù)C類地址的特點是網(wǎng)絡標識的前3位二進制數(shù)取值必須為110。C類地址第一個地址為11000000，最后一個地址是11011111，換算成十進制C類地址第一段范圍就是192223，C類地址允許有221 =2097152個網(wǎng)段，網(wǎng)絡中的主機標識占1組8位二進制數(shù)，每個網(wǎng)絡允許有28-2= 254臺主機，適用于結點比較少的網(wǎng)絡。有些人對范圍是2x不太理解，舉個簡單的例子加以說明。如C類網(wǎng)，每個網(wǎng)絡允許有28-2= 254臺主機是這樣來的。因為C類網(wǎng)的主機位是8位，變化如下: 00000000 00000001 00000010 00000011 11111110 1111111

5、1 除去00000000和11111111不用外，從00000001到11111110共有254個變化，也就是28-2個。下圖是IP地址的使用范圍。 網(wǎng)絡類別最大網(wǎng)絡數(shù)第一個可用的網(wǎng)絡號最后一個可用的網(wǎng)絡號每個網(wǎng)絡中的最大主機數(shù)A126(27-2)112616777214B16384(214)128.0191.25565534C2097152(221)2542、幾個特殊的IP地址1）私有地址上面提到IP地址在全世界范圍內(nèi)唯一，看到這句話你可能有這樣的疑問，像192.168.0.1這樣的地址在許多地方都能看到，并不唯一，這是為何？Internet管理委員會規(guī)定如下地址段為私有地址，私有地址可以自

6、己組網(wǎng)時用，但不能在Internet網(wǎng)上用，Internet網(wǎng)沒有這些地址的路由，有這些地址的計算機要上網(wǎng)必須轉換成為合法的IP地址，也稱為公網(wǎng)地址，這就像有很多的世界公園，每個公園內(nèi)都可命名相同的大街，如香榭麗舍大街，但對外我們只能看到公園的地址和真正的香榭麗舍大街。下面是A、B、C類網(wǎng)絡中的私有地址段。你自己組網(wǎng)時就可以用這些地址了。 10.0.0.010.255.255.255 172.16.0.0172.131.255.255 192.168.0.0192.168.255.255 2）回送地址A類網(wǎng)絡地址127是一個保留地址，用于網(wǎng)絡軟件測試以及本地機進程間通信，叫做回送地址（loop

7、back address）。無論什么程序，一旦使用回送地址發(fā)送數(shù)據(jù)，協(xié)議軟件立即返回之，不進行任何網(wǎng)絡傳輸。含網(wǎng)絡號127的分組不能出現(xiàn)在任何網(wǎng)絡上。 【小技巧】Ping 127.0.0.1,如果反饋信息失敗,說明IP協(xié)議棧有錯,必須重新安裝TCP/IP協(xié)議。如果成功,ping本機IP地址,如果反饋信息失敗,說明你的網(wǎng)卡不能和IP協(xié)議棧進行通信。如果網(wǎng)卡沒接網(wǎng)線，用本機的一些服務如Sql Server、IIS等就可以用127.0.0.1這個地址。3）廣播地址TCP/IP規(guī)定，主機號全為1的網(wǎng)絡地址用于廣播之用，叫做廣播地址。所謂廣播，指同時向同一子網(wǎng)所有主機發(fā)送報文。 4）網(wǎng)絡地址TCP/IP

8、協(xié)議規(guī)定，各位全為0的網(wǎng)絡號被解釋成本網(wǎng)絡。由上可以看出：（1）含網(wǎng)絡號127的分組不能出現(xiàn)在任何網(wǎng)絡上；（2）主機和網(wǎng)關不能為該地址廣播任何尋徑信息。由以上規(guī)定可以看出，主機號全0全1的地址在TCP/IP協(xié)議中有特殊含義，一般不能用作一臺主機的有效地址。3、子網(wǎng)掩碼從上面的例子可以看出，子網(wǎng)掩碼的作用就是和IP地址與運算后得出網(wǎng)絡地址，子網(wǎng)掩碼也是32bit，并且是一串1后跟隨一串0組成，其中1表示在IP地址中的網(wǎng)絡號對應的位數(shù)，而0表示在IP地址中主機對應的位數(shù)。1）標準子網(wǎng)掩碼A類網(wǎng)絡（1126） 缺省子網(wǎng)掩碼：255000255000 換算成二進制為 11111111000000000

9、000000000000000可以清楚地看出前8位是網(wǎng)絡地址，后24位是主機地址，也就是說，如果用的是標準子網(wǎng)掩碼，看第一段地址即可看出是不是同一網(wǎng)絡的。如21.0.0.0.1和21.240.230.1，第一段為21屬于A類，如果用的是默認的子網(wǎng)掩碼，那這兩個地址就是一個網(wǎng)段的。B類網(wǎng)絡（128191） 缺省子網(wǎng)掩碼：25525500C類網(wǎng)絡（192223） 缺省子網(wǎng)掩碼：2552552550B類、C類分析同上。2） 特殊的子網(wǎng)掩碼標準子網(wǎng)掩碼出現(xiàn)的都是255和0的組合，在實際的應用中還有下面的子網(wǎng)掩碼2551280025519200 25525519202552552400 25525525

10、5248255255255252這些子網(wǎng)掩碼又是什么意思呢？這些子網(wǎng)掩碼的出現(xiàn)是為了把一個網(wǎng)絡劃分成多個網(wǎng)絡。還記得上面的例子嗎？如下所示：19216801和1921680200如果是默認掩碼255.255.255.0兩個地址就是一個網(wǎng)絡的，如果掩碼變?yōu)?55.255.255.192這樣各地址就不屬于一個網(wǎng)絡了。下面的子網(wǎng)劃分將作詳細介紹。.00000001.11001000.00000000000001001000000000下表是幾個子網(wǎng)掩碼計算過程中非常有用的十進制和二進制的對照用于子網(wǎng)掩碼換算的十進制和二進制對照十進制1286432168421二進制100000000100000000

11、1000000001000000001000000001000000001000000001常用的子網(wǎng)掩碼的十進制和二進制對照十進制128192224240248252254255二進制1000000011000000111000001111000011111000111111001111111011111111二、徹底明白IP地址的含義不管是學習網(wǎng)絡還是上網(wǎng)，IP地址都是出現(xiàn)頻率非常高的詞。Windows系統(tǒng)中設置IP地址的界面如下圖所示，圖中出現(xiàn)了IP地址、子網(wǎng)掩碼、默認網(wǎng)關和DNS服務器這幾個需要設置的地方，只有正確設置，網(wǎng)絡才能通，那這些名詞都是什么意思呢?學習IP地址的相關知識時還會

12、遇到網(wǎng)絡地址、廣播地址、子網(wǎng)等概念，這些又是什么意思呢？ 要解答這些問題，先看一個日常生活中的例子。如下圖所示，住在北大街的住戶要能互相找到對方，必須各自都要有個門牌號，這個門牌號就是各家的地址，門牌號的表示方法為：北大街+XX號。假如1號住戶要找6號住戶，過程是這樣的，1號在大街上喊了一聲：誰是6號，請回答。，這時北大街的住戶都聽到了，但只有6號作了回答，這個喊的過程叫廣播，北大街的所有用戶就是他的廣播范圍，假如北大街共有20個用戶，那廣播地址就是：北大街 21號。也就是說，北大街的任何一個用戶喊一聲能讓廣播地址-1個用戶聽到。 從這個例中可以抽出下面幾個詞：街道地址：北大街，如果給該大街一

13、個地址則用第一個住戶的地址-1，此例為：北大街0號 住戶的號：如1號、2號等。 住戶的地址：街道地址+XX號，如北大街 1號、北大街 2號等 廣播地址：最后一個住戶的地址+1，此例為：北大街21號 Internet網(wǎng)絡中，每個上網(wǎng)的計算機都有一個像上述例子的地址，這個地址就是IP地址，是分配給網(wǎng)絡設備的門牌號，為了網(wǎng)絡中的計算機能夠互相訪問，IP地址=網(wǎng)絡地址+主機地址，圖1中的IP地址是192.168.100.1，這個地址中包含了很多含義。如下所示：網(wǎng)絡地址（相當于街道地址）： 192.168.100.0 主機地址（相當于各戶的門號）： 0.0.0.1 IP地址（相當于住戶地址）： 網(wǎng)絡地址

14、+主機地址=192.168.100.1 廣播地址： 192.168.100.255 這些地址是如何計算出來的呢？為什么計算這些地址呢？要想知道如何，先要明白一個道理，學習網(wǎng)絡的目的就是如何讓網(wǎng)絡中的計算機相互通訊，也就是說要圍繞著通這個字來學習和理解網(wǎng)絡中的概念，而不是只為背幾個名詞。 注：192.168.100.1是私有地址，是不能直接在Internet網(wǎng)絡中應用的，上Internet要轉為公有地址，下面詳細說明。 1、為什么要計算網(wǎng)絡地址一句話就是讓網(wǎng)絡中的計算機能夠相互通訊。先看看最簡單的網(wǎng)絡，下圖中是用網(wǎng)線（交叉線）直接將兩臺計算機連起來。下面是幾種IP地址設置，看看在不同設置下網(wǎng)絡是

15、通還是不通。 1）設置1號機的IP地址為192.168.0.1子網(wǎng)掩碼為255.255.255.0，2號機的IP地址為192.168.0.200子網(wǎng)掩碼為255.255.255.0，這兩臺計算機就能正常通訊。 2）如果1號機地址不變，將2號機的IP地址改為192.168.1.200子網(wǎng)掩碼還是為255.255.255.0，那這兩臺就無法通訊。 3）設置1號機的IP地址為192.168.0.1子網(wǎng)掩碼為255.255.255.192，2號機的IP地址為192.168.0.200子網(wǎng)掩碼為255.255.255.192，注意和第1種情況的區(qū)別在于子網(wǎng)掩碼，1為255.255.255.0本例是255

16、.255.255.192這兩臺計算機就能正常通訊。 第1種情況能通是因為這兩臺計算機處在同一網(wǎng)絡192.168.0.0，所以能通，而2、3種情況下兩臺計算機處在不同的網(wǎng)絡，所以不通。這里先給個結論：用網(wǎng)線直接連接的計算機或是通過HUB或普通交換機間接的計算機之間要能夠相互通，計算機必須要在同一網(wǎng)絡，也就是說它們的網(wǎng)絡地址必須相同，而且主機地址必須不一樣。如果不在一個網(wǎng)絡就無法通。這就像我們上面舉的例子，同是北大街的住戶由于街道名稱都是北大街，且各自的門牌號不同，所以能夠相互找到對方。 計算網(wǎng)絡地址就是判斷網(wǎng)絡中的計算機在不在同一網(wǎng)絡，在就能通，不在就不能通。注意，這里說的在不在同一網(wǎng)絡指的是I

17、P地址而不是物理連接。那么如何計算呢？ 2、如何計算網(wǎng)絡地址我們?nèi)粘Ｉ钪械牡刂啡纾罕贝蠼?號，從字面上就能看出街道地址是北大街，而我們從IP地址中卻難以看出網(wǎng)絡地址，要計算網(wǎng)絡地址，必須借助我們上邊提到過的子網(wǎng)掩碼。 計算過程是這樣的，將IP地址和子網(wǎng)掩碼都換算成二進制，然后進行與運算，結果就是網(wǎng)絡地址。與運算如下所示，上下對齊，1位1位的算，1與1=1 ，其余組合都為0。1.0.1.01.0.0.0與運算_1.0.0.0 例如：計算IP地址為：202.99.160.50子網(wǎng)掩碼是255.255.255.0的網(wǎng)絡地址步驟如下：1）將IP地址和子網(wǎng)掩碼分別換算成二進制202.99.160.50

18、 換算成二進制為 11001010011000111010000000110010255.255.255.0 換算成二進制為 111111111111111111111111000000002）將二者進行與運算1100101001100011101000000011001011111111111111111111111100000000與運算_110010100110001110100000000000003）將運算結果換算成十進制，這就是網(wǎng)絡地址。11001010011000111010000000000000換算成十進制就是202.99.160.0現(xiàn)在我們就可以解答上面三種情況的通與不通的

19、問題了。1、從下面運算結果可以看出二臺計算機的網(wǎng)絡地址都為192.168.0.0且IP地址不同，所以可以通。192.168.0.111000000.10101000.00000000.00000001255.255.255.011111111.11111111.11111111.00000000與運算_192.168.0.011000000.10101000.00000000.00000000192.168.0.20011000000.10101000.00000000.11001000255.255.255.011111111.11111111.11111111.00000000與運算_19

20、2.168.0.011000000.10101000.00000000.000000002、從下面運算結果可以看出1號機的網(wǎng)絡地址為192.168.0.0，2號機的網(wǎng)絡地址為192.168.1.0 不在一個網(wǎng)絡，所以不通。192.168.1.20011000000.10101000.00000001.11001000255.255.255.011111111.11111111.11111111.00000000與運算_192.168.1.011000000.10101000.00000001.000000003、從下面運算結果可以看出1號機的網(wǎng)絡地址為192.168.0.0，2號機的網(wǎng)絡地址為

21、192.168.0.192 不在一個網(wǎng)絡，所以不通192.168.0.111000000.10101000.00000000.00000001255.255.255.19211111111.11111111.11111111.11000000與運算_192.168.0.011000000.10101000.00000000.00000000192.168.0.20011000000.10101000.00000000.11001000255.255.255.192 11111111.11111111.11111111.00000000與運算_192.168.01010

22、1000.00000000.11000000相信看到這應該明白了為何計算網(wǎng)絡地址和如何計算了，但也許還有很多疑問，如IP地址為什么寫成這樣，子網(wǎng)掩碼到底是怎么回事等等，別急，下面慢慢介紹。三、計算相關地址通過IP地址和子網(wǎng)掩碼與運算計算相關地址知道IP地址和子網(wǎng)掩碼后可以算出：網(wǎng)絡地址 廣播地址 地址范圍 本網(wǎng)有幾臺主機【例1】下面例子IP地址為1921681005 子網(wǎng)掩碼是2552552550。算出網(wǎng)絡地址、廣播地址、地址范圍、主機數(shù)。1、分步驟計算1）將IP地址和子網(wǎng)掩碼換算為二進制，子網(wǎng)掩碼連續(xù)全1的是網(wǎng)絡地址，后面的是主機地址。 虛線前為網(wǎng)絡地址，虛線后為主機地址192.168.10

23、0.511000000.10101000.01100100.00000101255.255.255.011111111.11111111.11111111.000000002）IP地址和子網(wǎng)掩碼進行與運算，結果是網(wǎng)絡地址192.168.100.511000000.10101000.01100100.00000101255.255.255.011111111.11111111.11111111.00000000與運算_結果為：192.168.100.011000000.10101000.01100100.000000003） 將上面的網(wǎng)絡地址中的網(wǎng)絡地址部分不變，主機地址變?yōu)槿?，結果就是廣播地

24、址。網(wǎng)絡地址為：192.168.100.011000000.10101000.01100100.00000000_將主機地址變?yōu)槿?廣播地址為：192.168.100.25511000000.10101000.01100100.11111111 4） 地址范圍就是含在本網(wǎng)段內(nèi)的所有主機網(wǎng)絡地址+1即為第一個主機地址，廣播地址-1即為最后一個主機地址，由此可以看出地址范圍是： 網(wǎng)絡地址+1 至 廣播地址-1本例的網(wǎng)絡范圍是：1921681001 至 192168100254也就是說下面的地址都是一個網(wǎng)段的。1921681001、1921681002 . 19216810020 . 1921681

25、00111. 1921681002545） 主機的數(shù)量主機的數(shù)量=2二進制的主機位數(shù)-2減2是因為主機不包括網(wǎng)絡地址和廣播地址。本例二進制的主機位數(shù)是8位。主機的數(shù)量=28-2=2542、總體計算我們把上邊的例子合起來計算一下過程如下：192.168.100.511000000.10101000.01100100.00000101255.255.255.011111111.11111111.11111111.000000002）IP地址和子網(wǎng)掩碼進行與運算，結果是網(wǎng)絡地址192.168.100.511000000.10101000.01100100.00000101255.255.255.011111111.11111111.11111111.00000000與運算_結果為網(wǎng)絡地址：192.168.100.011000000.10101000.01100100.00000000_將結果中的網(wǎng)絡地址部分不變，主機地址變?yōu)槿?結果為廣播地址：192.168.100.01100