IP地址与网络分类.docx

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IP地址与网络分类

IP地址与网络分类

（1）IP地址

不同的物理网络技术有不同的编址方式；不同物理网络中的主机，有不同的物理网络地址。

网间技术是将不同物理网络技术统一起来的高层软件技术。

网间技术采用一种全局通用的地址格式，为全网的每一网络和每一主机都分配一个网间地址，以此屏蔽物理网络地址的差异。

IP协议提供一种全网间通用的地址格式，并在统一管理下进行地址分配，保证一个地址对应一台网间主机（包括网关），这样物理地址的差异被IP层所屏蔽。

IP层所用到的地址叫做网间地址，又叫IP地址。

它由网络号和主机号两部分组成，统一网络内的所有主机使用相同的网络号，主机号是唯一的。

IP地址是一个32为的二进制数，分成4个字段，每个字段8位。

（2）三类主要的网络地址

　　我们知道，从LAN到WAN，不同种类网络规模相差很大，必须区别对待。

因此按网络规模大小，将网络地址分为主要的三类，如下：

　　A类：

012381624

　　310网络号主机号

B类：

10网络号主机号

　　C类：

110网络号主机号

　　A类地址用于少量的（最多27个）主机数大于216的大型网，每个A类网络可容纳最多224台主机；B类地址用于主机数介于28～216之间数量不多不少的中型网，B类网络最多214个；C类地址用于每个网络只能容纳28台主机的大量小型网，C类网络最多221个。

　　除了以上A、B、C三个主类地址外，还有另外两类地址，如下：

　　D类：

1110多目地址

　　E类：

11110留待后用

　　其中多目地址（multicastaddress）是比广播地址稍弱的多点传送地址，用于支持多目传输技术。

E类地址用于将来的扩展之用。

　　（3）TCP/IP规定网络地址

　　除了一般地标识一台主机外，还有几种具有特殊意义的特殊形式。

　　*广播地址

　　TCP/IP规定，主机号全为“1”的网络地址用于广播之用，叫做广播地址。

所谓广播，指同时向网上所有主机发送报文。

　　*有限广播

　　前面提到的广播地址包含一个有效的网络号和主机号，技术上称为直接广播（directedboradcasting）地址。

在网间网上的任何一点均可向其他任何网络进行直接广播，但直接广播有一个缺点，就是要知道信宿网络的网络号。

　　有时需要在本网络内部广播，但又不知道本网络网络号。

TCP/IP规定，32比特全为“1”的网间网地址用于本网广播，该地址叫做有限广播地址（limitedbroadcastaddress）。

　　*“0”地址

　　TCP/IP协议规定，各位全为“0”的网络号被解释成“本”网络。

　　*回送地址

　　A类网络地址127是一个保留地址，用于网络软件测试以及本地机进程间通信，叫做回送地址（loopbackaddress）。

无论什么程序，一旦使用回送地址发送数据，协议软件立即返回之，不进行任何网络传输。

　　TCP/IP协议规定，一、含网络号127的分组不能出现在任何网络上；二、主机和网关不能为该地址广播任何寻径信息。

由以上规定可以看出，主机号全“0”全“1”的地址在TCP/IP协议中有特殊含义，不能用作一台主机的有效地址。

二、子网掩码

（1）子网TCP/IP网间网技术产生于大型主流机环境中，它能发展到今天的规模是当初的设计者们始料未及的。

网间网规模的迅速扩展对IP地址模式的威胁并不是它不能保证主机地址的唯一性，而是会带来两方面的负担：

第一，巨大的网络地址管理开销；第二，网关寻径急剧膨胀。

其中第二点尤为突出，寻径表的膨胀不仅会降低网关寻径效率（甚至可能使寻径表溢出，从而造成寻径故障），更重要的是将增加内外部路径刷新时的开销，从而加重网络负担。

　　因此，迫切需要寻求新的技术，以应付网间网规模增长带来的问题。

仔细分析发现，网间网规模的增长在内部主要表现为网络地址的增减，因此解决问题的思路集中在：

如何减少网络地址。

于是IP网络地址的多重复用技术应运而生。

　　通过复用技术，使若干物理网络共享同一IP网络地址，无疑将减少网络地址数。

　　子网编址（subnetaddressing）技术，又叫子网寻径（subnetrouting），英文简称subnetting，是最广泛使用的IP网络地址复用方式，目前已经标准化，并成为IP地址模式的一部分。

　　一般的，32位的IP地址分为两部分，即网络号和主机号，我们分别把他们叫做IP地址的“网间网部分”和“本地部分”。

子网编址技术将本地部分进一步划分为“物理网络”部分和“主机”部分，如图：

　　网间网部分物理网络主机

　　网间网部分.本地部分

　　其中“物理网络”用于标识同一IP网络地址下的不同物理网络，既是“子网”。

（2）子网掩码IP协议标准规定：

每一个使用子网的网点都选择一个32位的位模式，若位模式中的某位置1，则对应IP地址中的某位为网络地址（包括网间网部分和物理网络号）中的一位；若位模式中的某位置0，则对应IP地址中的某位为主机地址中的一位。

例如位模式：

11111111111111111111111100000000中，前三个字节全1，代表对应IP地址中最高的三个字节为网络地址；后一个字节全0，代表对应IP地址中最后的一个字节为主机地址。

这种位模式叫做子网模（subnetmask）或“子网掩码”。

　　为了使用的方便，常常使用“点分整数表示法”来表示一个IP地址和子网掩码，例如B类地址子网掩码（11111111111111111111111100000000）为：

　　255.255.25.0IP协议关于子网掩码的定义提供一种有趣的灵活性，允许子网掩码中的“0”和“1”位不连续。

但是，这样的子网掩码给分配主机地址和理解寻径表都带来一定困难，并且，极少的路由器支持在子网中使用低序或无序的位，因此在实际应用中通常各网点采用连续方式的子网掩码。

像255.255.255.64和255.255.255.160等一类的子网掩码不推荐使用。

　　（3）子网掩码与IP地址子网掩码与IP地址结合使用，可以区分出一个网络地址的网络号和主机号。

　　例如：

有一个C类地址为：

　　192．9．200．13其缺省的子网掩码为：

　　255．255．255．0则它的网络号和主机号可按如下方法得到：

将IP地址192．9．200．13转换为二进制11000000000010011100100000001101

将子网掩码255．255．255．0转换为二进制11111111111111111111111100000000

将两个二进制数逻辑与（AND）运算后得出的结果即为网络部分11000000000010011100100000001101AND1111111111111111111111110000000011000000000010011100100000000000结果为192.9.200.0，即网络号为192.9.200.0。

将子网掩码取反再与IP地址逻辑与（AND）后得到的结果即为主机部分11000000000010011100100000001101AND0000000000000000000000001111111100000000000000000000000000001101结果为0.0.0.13，即主机号为13。

　　（4）子网掩码与IP地址子网掩码与IP地址结合使用，可以区分出一个网络地址的网络号和主机号。

　　例如：

有一个C类地址为：

　　192．9．200．13其缺省的子网掩码为：

　　255．255．255．0则它的网络号和主机号可按如下方法得到：

将IP地址192．9．200．13转换为二进制11000000000010011100100000001101

将子网掩码255．255．255．0转换为二进制11111111111111111111111100000000

将两个二进制数逻辑与（AND）运算后得出的结果即为网络部分11000000000010011100100000001101AND1111111111111111111111110000000011000000000010011100100000000000结果为192.9.200.0，

即网络号为192．9．200．0。

将子网掩码取反再与IP地址逻辑与（AND）后得到的结果即为主机部分11000000000010011100100000001101AND0000000000000000000000001111111100000000000000000000000000001101结果为0.0.0.13，即主机号为13。

　　三、子网划分与实例根据以上分析，建议按以下步骤和实例定义子网掩码。

　　1、将要划分的子网数目转换为2的m次方。

如要分8个子网，8=23。

　　2、取上述要划分子网数的2的m次方的幂。

如23，即m=3。

　　3、将上一步确定的幂m按高序占用主机地址m位后转换为十进制。

如m为3则是11100000，转换为十进制为224，即为最终确定的子网掩码。

如果是C类网，则子网掩码为255.255.255.224；如果是B类网，则子网掩码为255.255.224.0；如果是C类网，则子网掩码为255.224.0.0。

　　在这里，子网个数与占用主机地址位数有如下等式成立：

2m=n。

其中，m表示占用主机地址的位数；n表示划分的子网个数。

根据这些原则，将一个C类网络分成4个子网。

若我们用的网络号为192．9．200，则该C类网内的主机IP地址就是192.9.200.1～192.9.200.254（因为全“0”和全“1”的主机地址有特殊含义，不作为有效的IP地址），现将网络划分为4个部分，按照以上步骤：

　　4=22，取22的幂，即2，则二进制为11，占用主机地址的高序位即为11000000，转换为十进制为192。

这样就可确定该子网掩码为：

192.9.200.192，4个子网的IP地址范围分别为：

　　二进制十进制

1100000000001001110010000000000111000000000010011100100000111110192．9．200．1

192．9．200．62

1100000000001001110010000100000111000000000010011100100001111110192．9．200．65

192．9．200．126

1100000000001001110010001000000111000000000010011100100010111110192．9．200．129

192．9．200．190

1100000000001001110010001100000111000000000010011100100011111110192．9．200．193

192．9．200．254

　　在此列出A、B、C三类网络子网数目与子网掩码的转换表，以供参考。

A类：

子网数目占用位数　　　　子网掩码　　　　子网中主机数

　2　　　　　1　　　　255．128．0．0　　　　8,388,606

　4　　　　　2　　　　255．192．0．0　　　　4,194,302

　8　　　　　3　　　　255．224．0．0　　　　2,097,150

　16　　　　4　　　　255．240．0．0　　　　1,048,574

　32　　　　5　　　　255．248．0．0　　　　524,286

　64　　　　6　　　　255．252．0．0　　　　262,142

　128　　　　7　　　　255．254．0．0　　　　131,070

　128　　　　8　　　　255．255．0．0　　　　65,534

B类：

子网数目占用位数　　　　子网掩码　　　　子网中主机数

　2　　　　　1　　　　255．255．128．0　　　32,766

　4　　　　　2　　　　255．255．192．0　　　16,382

　8　　　　　3　　　　255．255．224．0　　　8,190

　16　　　　4　　　　255．255．240．0　　　4,094

　32　　　　5　　　　255．255．248．0　　　2,046

　64　　　　6　　　　255．255．252．0　　　1,022

　128　　　　7　　　　255．255．254．0　　　510

　256　　　　8　　　　255．255．255．0　　　254

C类：

子网数目占用位数　　　　子网掩码　　　　子网中主机数

　2　　　　　1　　　　255．255．255．128　　　126

　4　　　　　2　　　　255．255．255．192　　　62

　8　　　　　3　　　　255．255．255．224　　　30

　16　　　　4　　　　255．255．255．240　　　14

　32　　　　5　　　　255．255．255．248　　　6

　64　　　　6　　　　255．255．255．252　　　2

子网掩码和ip地址的关系

子网掩码是用来判断任意两台计算机的IP地址是否属于同一子网络的根据。

最为简单的理解就是两台计算机各自的IP地址与子网掩码进行AND运算后，如果得出的结果是相同的，则说明这两台计算机是处于同一个子网络上的，可以进行直接的通讯。

就这么简单。

请看以下示例：

运算演示之一：

aa

IP地址　192.168.0.1

子网掩码　255.255.255.0

AND运算

转化为二进制进行运算：

IP地址　11010000.10101000.00000000.00000001

子网掩码　11111111.11111111.11111111.00000000

AND运算

　　　　　11000000.10101000.00000000.00000000

转化为十进制后为:

192.168.0.0,运算演示之二：

IP地址　192.168.0.254,子网掩码　255.255.255.0,AND运算

转化为二进制进行运算：

IP地址:

11010000.10101000.00000000.11111110

子网掩码:

11111111.11111111.11111111.00000000

AND运算:

11000000.10101000.00000000.00000000

转化为十进制后为：

192.168.0.0

运算演示之三：

IP地址　192.168.0.4,子网掩码　255.255.255.0,AND运算,转化为二进制进行运算：

IP地址　11010000.10101000.00000000.00000100

子网掩码　11111111.11111111.11111111.00000000

AND运算

　　　　　11000000.10101000.00000000.00000000

转化为十进制后为：

192.168.0.0

　　通过以上对三组计算机IP地址与子网掩码的AND运算后，我们可以看到它运算结果是一样的。

均为192.168.0.0

　　所以计算机就会把这三台计算机视为是同一子网络，然后进行通讯的。

我现在单位使用的代理服务器，内部网络就是这样规划的。

也许你又要问，这样的子网掩码究竟有多少了IP地址可以用呢？

你可以这样算。

根据上面我们可以看出，局域网内部的ip地址是我们自己规定的（当然和其他的ip地址是一样的），这个是由子网掩码决定的通过对255.255.255.0的分析。

可得出：

　　前三位IP码由分配下来的数字就只能固定为192.168.0　　所以就只剩下了最后的一位了，那么显而易见了，ip地址只能有（2的8次方-1），即256-1=255一般末位为0或者是255的都有其特殊的作用。

那么你可能要问了:

如果我的子网掩码不是255.255.255.0呢？

你也可以这样做啊假设你的子网掩码是255.255.128.0

那么你的局域网内的ip地址的前两位肯定是固定的了（什么，为什么是固定的？

你看上边不就明白了吗？

·#￥）

这样，你就可以按照下边的计算来看看同一个子网内到底能有多少台机器

1、十进制128=二进制10000000

2、IP码要和子网掩码进行AND运算

3、IP地址　00010000.01001001.1*******.********

子网掩码　11111111.11111111.10000000.00000000

AND运算00010000.01001001.10000000.00000000

转化为十进制后为：

　　　　　　16.73.128.0

4、可知我们内部网可用的IP地址为：

00010000.01001001.10000000.00000000　　　　　　　到00010000.01001001.11111111.11111111

5、转化为十进制：

16.73.128.0到16.73.255.255

6、0和255通常作为网络的内部特殊用途。

通常不使用。

7、于是最后的结果如下：

我们单位所有可用的IP地址为：

192.168.128.1-192.168.128.254

192.168.129.1-192.168.129.254

.............

192.168.142.1-192.168.142.254

192.168.143.1-192.168.143.254

.............

192.168.254.1-192.168.254.254

192.168.255.1-192.168.255.254

8、总数为（255-128+1）*（254-1+1）=128*254=32512

9、看看的结果是否正确

（1）、设定IP地址为192.168.128.1

　　　　Ping192.168.129.233通过测试

　　　　访问http:

//192.168.129.233可以显示出主页

（2）、设定IP地址为192.168.255.254

　　　　Ping192.168.129.233通过测试

　　　　访问http:

//192.168.129.233可以显示出主页

10、结论

　　以上证明我们的结论是对的。

现在你就可以看你的子网中能有多少台机器了

255.255.255.128

分解：

11111111.11111111.11111111.1000000

所以你的内部网络的ip地址只能是192.168.0.0到192.168.0.127