網絡乾貨，不管是運維仍是開發都要知道的網絡知識系列之（五）

IP地址分類與子網劃分基礎

什麼是IP地址：(常見的ip地址版本爲ipv4和ipv6)

32位

* 32位二進制數字序列組成的數字序列

點分十進制

* 採用點將32位數字進行分割爲4段，每段8位的二進制數，但二進制數不便於記憶，所以轉換爲10進制數顯示，即點分十進制

十進制與二進制的轉換

十進制是做爲人類方便識別的一種地址表現形式，而二進制是做爲計算機方便識別的表現形式

①列出1-20的十進制對照表

提示：根據對照表進行必定的規律總結

提示：根據第二張表的信息進行數據的邏輯總結能夠得知

提示：所以能夠得知對於點分十進制而言，對應的每一個數值即爲下圖所示

提示：根據上面說到的將32位數字分爲4端，即每段8位數字

      經過上圖也能夠得知主機地址的初步理解算法

IP地址的類別

根據上面的內容能夠得知，IP地址是根據2的次方進行求得的，而轉變思路，也能夠利用2的次方進行ip地址類型的表示，即一個IP地址是由2的32次方求得

所以2的32次方的範圍爲：0.0.0.0 --->0.0.0.1--->...--->255.255.255.255

可是若是隨着ipv4地址的隨意使用，會使IP地址變的沒有規律的使用，變的凌亂，而且還會形成地址的浪費

所以須要對ipv4地址進行必定的規劃管理和控制使用，因此將IP地址的範圍劃分爲5個類別：

• ABC三類分配給互聯網用戶所使用  
• D類型作爲組播使用
• E類型做爲科學研究使用，進行保留

簡單的說，IP地址分5類，常見的地址是A、B、C類

A	1.0.0.0		到	126.0.0.0		（0.0.0.0 和127.0.0.0保留）
B 	128.1.0.0	到	191.254.0.0		（128.0.0.0和191.255.0.0保留）
C 	192.0.1.0	到	223.255.254.0	（192.0.0.0和223.255.255.0保留）
D	224.0.0.0	到	239.255.255.255	 用於多點廣播 
E	240.0.0.0	到	255.255.255.254	 保留（255.255.255.255用於廣播）

對於路由器尋址過程當中，只關心網絡地址，並不關心主機地址

 

IP地址分類練習測試

 

Address	class	Network	Host
10.2.1.1	A	10.0.0.0	2.1.1
128.63.2.100	B	128.63.0.0	2.100
201.222.5.64
192.6.141.2
256.241.201.1

 

特殊地址：
127.0.0.1	---表示迴環地址，進行測試使用，驗證本地的TCP協議簇安裝的是
	否正確
0.0.0.0	---主機位全爲0的稱爲是網絡地址
255.255.255.255	---主機位全爲1的稱爲是廣播地址，即向全部人發出信息

IP地址的另外一種分類方式：私網地址，又稱爲局域網地址

私網地址：下面的網絡地址段就是分配給專用網絡地址使用的。

10.0.0.0/8                 (10.0.0.0          到    10.255.255.255)
172.16.0.0/12           (172.16.0.0      到    172.31.255.255)
192.168.0.0/16         (192.168.0.0    到    192.168.255.255)
169.254.0.0/16         (169.254.0.0    到    169.254.255.255)*

其餘地址：用於IDC機房，辦公室場景中ISP給咱們分配的外網地址。

 

說明：

劃分私網ip地址的做用主要是避免地址的枯竭，對於通常不一樣局域網環境中，地址實際是能夠重複使用的，沒必要要仍保持惟一性

就相似於人的身份證和護照的關係同樣

默認私網地址只在本局域網中有效識別，但一旦出局域網到達公網，就沒有任何意思了

所以未解決這種問題，就出現了一個技術NAT，即地址的映射技術

通訊類型

    單播(點到點) 
就是點到點的通信，例如A-B的通訊方式
    組播 
也是一對多的方式，可是能夠根據須要進行接收，若是不想接收能夠進行過濾掉
    廣播(廣播域)
在必定的範圍內，全部成員都會收到的信息，稱爲廣播信息，而且每一個成員都要收取，都要進行處理。

IP地址類型的另外一種劃分：

網絡地址：指代網絡的地址，在網絡的IPv4地址範圍內，最小地址保留爲網絡地址，
　　　　　　此地址的主機部分的每一個主機位均爲0
廣播地址：用於向網絡中的全部主機發送數據的特殊地址。廣播地址使用該網絡範圍內的
　　　　　　最大地址，即主機部分的各比特位所有爲1的地址
主機地址：分配給網絡中終端設備的地址

所以總結得知：

①0和255做爲主機的地址，是不能進行分配使用的，只有0-255之間的地址能夠進行

分配爲主機地址使用

②能夠引入一個公式:

能夠分配的主機地址個數=2的N次方-2

N次方的N表示有多少個主機位，

-2就表示減去網絡地址和廣播地址，剩餘的就是可分配的主機地址

 子網劃分講解

爲何要劃分子網？（也就是引入一個子網的概念）

①會出現大量的局域網地址，同時向一個網關發送請求，引發網關設備的負載太高
②會引發局域網內的大量廣播數據傳送，造成廣播風暴
③並且會很是的浪費地址空間，有可能只有兩臺主機或者一臺，就分配一個C類地址
所以綜上所述，就須要進行一個子網的劃分

相似於將一個大的網絡切成幾塊，劃分紅幾個小的局域網絡

①將一個大的廣播域劃分紅幾個小的廣播域環境

②減小網關設備所承載的負載量

③有效的避免ip地址的浪費，使一個大的地址空間更加彈性和更加靈活的進行分配

經過子網劃分(經過子網掩碼進行劃分)

能夠將一個大的局域網絡進行切割爲多個小的局域網，這樣就解決了上面說的兩個問題，而獲得的新的局域網絡就稱爲子網

劃分子網的方式

經過子網掩碼的方式，進行子網的劃分，但首先了解一下掩碼的做用，即掩碼的概念即將浮出水面

說明：一個網絡地址是經過網絡位和主機位組成，根據上面的知識能夠得知

      但如何斷定一個主機的網絡地址是多少，一個主機的主機地址是從幾位開始

經過子網掩碼的方式，進行子網的劃分，但首先了解一下掩碼的做用，即掩碼的概念即將浮出水面

說明：一個網絡地址是經過網絡位和主機位組成，根據上面的知識能夠得知

      但如何斷定一個主機的網絡地址是多少，一個主機的主機地址是從幾位開始

      

一個B類地址，分爲網絡部分和主機部分兩個部分，對應網絡部分佔用了16個bit（即16位）不能被主機使用，所以能夠用/16表示網絡地址的子網類型

①掩碼和ip地址通常是成對出現的，由於默認只有IP地址時，是沒法確認哪些位是網絡部分，哪些是主機部分的

②默認的網絡類別是根據A B C類定義劃分的，即A類掩碼就是/8 B類型掩碼就是/16 C類掩碼就是/24，而有了掩碼，能夠打破原有的ABC類，再進行子網的劃分

特別說明：掩碼也要和IP地址同樣，換算成二進制數進行表示

掩碼地址的表示方式

掩碼如何進行劃分

網絡位向右移動，佔用主機位，即向主機位借位，生成新的網絡位

其中/16就表示了子網掩碼所指定的網絡位個數，A類通常是/8 B類通常是/16 C類/24

實質上就是移動網絡位和主機位中間分隔的線，向主機位進行移動，減小主機數量，擴大擁有的子網數量

新的子網的產生，掩碼錶示的信息也要進行變化，從而能夠更好的表示網絡地址的規劃信息

用示例題進行掩碼的說明：

總結：

①判斷ip地址類型，找掩碼

  根據上面所學的ip地址分類規劃，能夠得知默認的掩碼信息

②變動掩碼，出子網

  根據默認的掩碼規劃信息，將掩碼信息進行調整變動，即進行子網劃分

③得出子網號

  根據借用的主機位，能夠判斷出可用的子網信息

④得出主機段

  根據剩餘的主機位，能夠判斷出可用的主機地址

⑤得出廣播號

  得出主機範圍，即也就得出了網絡地址和廣播地址

所以能夠獲得另外一個計算公式的結論

能夠劃分的子網數=2的N次方

其中N表示借用的主機位個數

學生做答下一題：

192.168.1.0/28 地址對應掩碼地址 主機地址 以及每段子網中的網絡地址和廣播地址

10分鐘做答討論

作法：

①劃分子網，根據劃分方式諸位進行計算求值，便於理解劃分過程，但效率不高

②劃分子網，根據掩碼作減法進行求得主機個數，從而進行子網分配，簡單效率高

 

練習子網的劃分，給出結果

聲明出處：因爲本文是根據書本寫的博客，如遇已有相似文章博客，請聯繫我，我會在聲明出處。