IP地址高级设置.docx

1、IP地址高级设置二进制和逻辑运算 在我们认识IP地址之前我想我们很有必要认识两个概念二进制和逻辑运算。虽然我也知道这两个东东都不好理解但如果不知道它们的工作原理那么以后我们在讨论IP地址和子网的时候您就要靠死记了。不过一旦你知道了其原理那么您在任何的IP网络中都不至于迷失所谓“万变不离其宗”是也。 二进制 (Binary) 为什么我们要学二进制哎呀还不是该死的蠢计算机嘛它只懂得0和1那么我们要和计算机沟通的时候也只好装蠢一些才行。当计算机要处理IP运算的时候最终是以二进制的形式进行的。 我们人类最习惯的运算规则是十进制也就是从0到9为一圈回到零的时候就进一位数而我们前面讨论的bit和byte则

2、是八进位即0到7为一圈回到零就进一位数另外还有十六进制由0到15为一圈回到零进一位但使用数字15很容易和十进制混乱所以在十六进制里面从10到15之间分别用英文字母A到F代替了所以我们通常看到的十六进制是从0到F的排列。 好了认识了上面这几种运算规则相信理解二进制也不难道理是一样的从0到1为一圈回到0进一。那么我们看看十七个连续递增的十进制二进制和十六进制数字之间的比较将会是这样的 十进制二进制十六进制0001112102311341004510156110671117810008910019101010A111011B121100C131101D141110E151111F161000010如

3、果您想进行二进制和十进制的换算在列表中找到相应的数字是最简单的方法但正如您刚才所见光十六个数字已经有这么长的列表了如果要找成千上百个数字可不是件容易的事情。不过我们在IP地址上面看到的十进制数最大不会超过255这个数值。我们可以先将2的0到7次方列出来 27262524232221201286432168421当我们要将十进制换成二进制的时候我们只要找到找到该数字对应的字段(方法是找到两个数值相若的字段而取其右)在相对的字段填上1然后用余数继续寻找下一字段再填1直到再没余数为止最后把其它字段都填上0就可以了。 例如我们要换算220这个十进制数到二进制 我们找到128这字段是最合适的(因为128

4、的左边是256而220 界乎它们之间取其右则为 128 )。那么我们在128这字段上面填上1 继续余数92我们找到64这字段是最合适的那么在64这个字段也填上1 继续余数28我们找到16这字段是最合适的那么在16这个字段也填上1 继续余数12我们找到8这字段是最合适的那么在8这个字段也填上1 继续余数4我们找到4这字段刚好对应这是最好找到情形了。那么在4这个字段也填上1 因为再没有余数了其它都填上0就对了。 其结果如下 128643216842111011100如果我们要将二进制换算成十进制利用上面的栏目来做就更加简单了只要将二进制数从右往左的顺序依次填入字段那么将凡是被1所对应的数字相加得出

5、来的和就是十进制数了。 当然啦这是手工的方法啦如果您有二进制的计数器或是使用Windows的小算盘来进行换算更是易如反掌啦。如果您还不知道怎么用Windows的小算盘点话可以依以下步骤进行 1.“开始/程序集/附属应用程序/小算盘” 2.然后拉下“检视”选单确定“工程型”已被选择 3.然后点选“十进制”输入数值 4.再点选“二进制”就可以获得换算数值了 逻辑运算 逻辑运算是Microcomputer Architature的必修单元这里我们只需了解几个最基本的运算就可以了一个是AND一个是OR还有一个是NOT。 在二进制的AND的运算中只有参与运算的双方都相同才会得出相同的结果(为0或1)否则

6、为0也就是只有双为1的时候其结果才会是1否则为0。其情形是 0 AND 0 = 0 1 AND 1 = 1 0 AND 1 = 0 这里您不难看出凡是有1参与的AND运算其结果都会是对方(不管是0或1)而凡是有0参与的AND运算其结果都会是0。 在二进制的OR运算中只有双方为0的时候才为0否则都会是1。其情形是 0 OR 0 = 0 1 OR 1 = 1 0 OR 1 = 1 记忆方法凡是有0参与的OR运算其结果都是对方而只要有1参与的OR运算其结果都会是1。 NOT的运算最简单只有一方参与凡是经过NOT运算其结果都会相反 NOT 0 = 1 NOT 1 = 0 至于其它一些NAND或NOR的

7、运算只不过将NOT和AND及NOT和OR合并在一起运算而已。 认识IP地址 好了经过刚才一轮“洗脑”之后我们终于要谈到IP地址了。如果您的机器现在是连上网络的且使用的是IP协议(我想您应该这样吧否则怎么看我的文章呢)。 我假设您使用的是Windows系统那么现在就请您按“开始”然后“执行”再请您用键盘输入“winipcfg”然后“确定”。这时候您应该看到一个窗口跑出来并在“IP地址”栏目上面显示着您机器当前使用的IP号码。或许会是139.175.152.254这样的一组号码不过您知道这组号码的代表着什么意思吗如果按正常设定来说我可以说这是B class的IP号码而且是属于的拨接网络的。 我怎么

8、会知道哈哈等您看完了后面的文章您还可以告诉我更多呢 IP Class和识别码 正如您所见到的IP地址是四组用“.”分开的十进制数我们称每组数字为一个“octet”这样的形式被称作“Dotted quad”。其实每一组都是一个8-bit的二进制数(使用十进完全是为了迁就人类的习惯)合共起来就是一个32-bit的IP地址了亦即是IP v4 (Version 4) 版本的地址现在IP v6 (使用64-bit的IP地址)也正如火如筡的开发中。 如果您记得我们前面在“网络概论”里面讨论IPX地址的时候所提到的Internal和External地址的话您应该知道Internal地址是用来识别主机的而Ex

9、ternal地址则是用来识别网络的。IP地址其实也有这样的功能只不过将网络的识别码和主机的识别码放在单一的IP地址上面了。 不过在区分Net ID和Host ID之前先让我们认识一下IP地址的分类(Class): 如果我们将IP地址全部用二进制来表示的话每个octet都是8-bit如果不够8-bit的话则往左边填上0直到补满为止。这时候你再看看最左边的数字是以什么为开头的 如果是以“0”开头的这IP是一个A Class的IP 如果是以“10”开头的这是一个B Class的IP 如果是以“110”为开头的则属于C Class的IP 相信您知道为什么我们在一开头就学二进制换算了吧如果您不懂得如何换

10、算您也可以死记由1到126开头的IP是A Class由128到191开头的IP是B Class 然后由192到223开头的则为C Class。显然易见用二进制来识别IP Class比较容易您不觉得吗 好了当我们识得区别IP的Class之后我们就可以知道IP的Net ID 和 Host ID了 A Class的IP使用最前面一组数字来做Net ID其余三组做Host ID B Class的IP使用前面两组数字来做Net ID另两组做Host ID C Classs使用前面三组数字来做Net ID剩下的一组做Host ID 从下图中您可以轻易的区分上面三个不同的 IP Class 为什么我们需要为

11、IP划分等级呢这是为了管理上面的需要。 如果您要组建一个单一的IP网络那么您得分配相同的Net ID给所有主机而各主机的Host ID却必须是唯一的也就是说没有任何两个Host ID会是一样的。您的网络还要连上internet或其它网络的话那么您使用的Net ID也必须是唯一的否则就会造成冲突了。好比您家的电话号码如果是1234567(Host ID)的话那么在相同区号(Net ID)里其它人将不会再使用这个号码然而你不保证在其它区号里面也有1234567这个号码哦但如果台北使用了区号02的话台南就不能使用02了。无论如何整个区号加电话号码必须是唯一的。同样的道理整个IP地址(Net ID +

12、 Host ID)在internet上也必须是唯一的。有一个很特别的Net ID 127 (即二进制的01111111)是保留给本机回路测试使用的它不可以被运用于实际的网络中去。 另外有一个规则我们还必须遵守的在指定Net ID和Host ID的时候换成二进制的话不可以是全部为0也不可以是全部为1。当Host ID全部为0的时候指的是网络本身识别码而全部为1的时候则为全域广播地址即发送广播封包使用的地址。 很明显A Class网络可分配的Host ID 要比C Class的要多好多倍。让我们算算可以划分的Net ID数目和各等级里面的Host ID数目就知道了 因为A Class第一个bit必

13、须为0所以我们在头一个otect的8个bit就只有7个bit是可变化的。那么27 = 128再减去0和127这个Net ID不能使用那么我们实际上最多只能划分126个A Class的网络。而每个A Class的网络之下可以分配2的24(能够使用的 Host ID之bit 数目)次方亦即16,777,216个Host ID再因为二进制数不可以全部为0或1所以实际能用的主机地址只有16,777,214个。 因为C Class以110开头减去 3 个 bit 所以可划分的C Class网络则为2的21(24-3)次方也就是2,097,152个Net ID然后每个Class C之下则可以划分28 =

14、256 - 2 = 254个Host ID。 好了这下您自己试试看计算出B Class可以划分多少个Net ID和每个Net ID之下的可用Host ID数目。(Tips别忘了ID不能全部为0或1)。然后再来对照下面的列表 等级开首网络数目主机数目使用范围申请领域A012616,777,2141.x.x.x 到 126.x.x.x国家级B1016,38416,382128.x.x.x 到 191.x.x.x跨国组织C1102,097,152256192.x.x.x 到 223.x.x.x企业组织D1110-224.- 到 239.-特殊用途E1111-240.- 到 255.-保留范围认识Ne

15、t Mask 下面我们要认识的是 Net Mask (网络屏蔽或称网络掩码)。 到了这里我必须要向大家交代清楚一件事情在我们进行IP地址划分的时候IP和Net Mask都必须一对使用的两者缺一不可不过当我们使用分等级的IP地址的时候我们也可以使用预设的mask比如A Class的mask是255.0.0.0B Class的mask是255.255.0.0C Class的则是255.255.255.0。 这是什么意思啊看255比较难理解如果您将之换算为二进制就容易理解多了255 = 11111111(8个1)。然后当您把这些Net Mask和各等级IP对应看看聪明的您就会发现一个现象就是 凡是被

16、1所对应着的IP部份就是Net ID凡是被0所对应部份就是Host ID 哈哈应该是个值得庆贺的发现哦我想您的心情并不亚于当初哥伦布发送美洲大陆啦不过问题又来了既然我们已经分好等级了还用那mask干嘛我们照等级使用不就好了吗 呵呵阁下真是太聪明了佩服佩服啦不过您可别忘了计算机是一台好蠢好蠢的机器哦请您告诉我计算机怎么识别Net ID和Host ID呢嗯不会吧那好让我告诉您好了 还记得AND和NOT的逻辑运算吗如果忘了赶快往前翻翻补习补习再来看这里。当计算机获得了一对IP和Mask(都是二进制数)之后计算机先使用一个AND的运算来求出Net ID。您可以拿自己计算机的IP来做例子这里让我们拿先前

17、用winipcfg看出来的IP来算算 139.175.152.254换成二进制是 10001011.10101111.10011000.11111110 (这时候您应该知道我为何当初一口就说出这是一个B Class的IP了吧还不知道看看头两个bit是什么) 这个Class的预设mask是255.255.0.0换成二进制是 11111111.11111111.00000000.00000000 然后将IP和mask加以AND 运算 10001011.10101111.01101010.11111110 AND 11111111.11111111.00000000.00000000 得出 1000

18、1011.10101111.00000000.00000000 换成十进制就是139.175.0.0这个就是Net ID了。 那么怎么求Host ID呢也很简单 先将Net Mask做一个 NOT 运算可以得出 00000000.00000000.11111111.11111111 然后再和IP做一次 AND 运算就可以得到Host ID: 00000000.00000000.01101010.11111110 换成十进制就成了0.0.152.254。 简单吧是不是哈哈我看到您大摇其头哦不用担心啦多拿些IP例子来运算运算您就得心应手了。 还有当我们设定网络环境的时候除了要输入 IP地址netm

19、ask网络地址之外有时候还需要指定广播地址(broadcast)。我已经知道如果 Host ID 全部为 0 是网络地址而全部为 1 则是广播地址了。其实广播地址也可以通过一个简单运算得到 先将Net Mask做一个 NOT 运算可以得出 00000000.00000000.11111111.11111111 然后再和IP做一次 OR 运算就可以得到 Broadcast Address: 10001011.10101111.01101010.11111110 OR 00000000.00000000.11111111.11111111 得出 10001011.10101111.11111111

20、.11111111 换成十进制就成了139.175.255.255。 不过说到这里为止我总还觉得有些不妥因为许多网络都有一定的节点极限比如Ethernet通常最多只能连接1,200台主机如果您获得一个B Class 的 Net ID岂不是浪费很多Host ID了吗要是使用A Class就更是骇人 当您遇到这种“有钱人的困扰”的时候Sub-net Mask就派上用场了。如果您刚才还认为预设的Net Mask是多余的话那么当您知道Sub-net Mask的功能之后我敢保证您不会再忽略Net Mask了。 Sub-net Mask的使用手法就是靠“借”或可以说靠“抢”就是从左往右的按需要将本来属于H

21、ost ID的一些bit转为Sub-net ID来使用。也就是将预设的Net Mask的“1”逐渐的往右增加相对地Net Mask的“0”则越来越少。这样的结果当然是可以获得更多的Net ID换一句话说您可以将一个大的IP网络分割成更多的子网络而每一个子网络的主机数目却相应的减少。 其情形会是当您借用1个bit的Host ID来做Sub-net ID的时候会将网络切割开两个(2 1 = 2)子网络如果借2个bit则有4个子网络3个bit则8个4个bit则16个. 当所有的Host ID都借出去之后您可以得到最多数量的子网络但这是毫无意义的因为没有Host ID了您怎么分配IP给主机呢要是您的H

22、ost ID只剩下一个bit没有借出去的话那么您在每个网络只能得到0和1来作为Host ID这也是不行的因为这两个ID也不可以用来分配给主机。 原则是当您切割网络的时候您得最少留下3个bit来做Host ID而这时候每个网络最多只能连接6台主机(咦23 不是等于 8 吗但别忘了不能用三个 0 和三个 1 哦)。 为了更好的理解Sub-net Mask的功用我们还是以刚才的IP(139.175.152.254)为例子来看看 我们知道它在预设情形之下的Net Mask是 11111111.11111111.00000000.00000000 如果我们借用了Host ID的其中三个bit来做Sub-

23、net ID的话将原来的Net Mask和Sub-net Mask做一个 OR 的运算 11111111.11111111.00000000.00000000 OR 00000000.00000000.11100000.00000000 得出 11111111.11111111.11100000.00000000 换成十进制后实际的Net Mask将会变成这样255.255.224.0 。 因为借用的只有3个bit所以切割成为8个子网络了而他们的Sub-net ID则分别从000到111这8个组合再加上原来的Net ID(10001011.10101111.00000000.00000000)

24、各子网络的实际Net ID就成了 10001011.10101111.00000000.00000000 (139.175.0.0) 10001011.10101111.00100000.00000000 (139.175.32.0) 10001011.10101111.01000000.00000000 (139.175.64.0) 10001011.10101111.01100000.00000000 (139.175.96.0) 10001011.10101111.10000000.00000000 (139.175.128.0) 10001011.10101111.10100000.0

25、0000000 (139.175.160.0) 10001011.10101111.11000000.00000000 (139.175.192.0) 10001011.10101111.11100000.00000000 (139.175.224.0) 注意有人认为使用Windows NT的话甚至乎连Sub-net ID也不可以全部为0或1而不像Unix系统那样只要相加起来的实际Net ID不全为0或1就可以了。不知道即将推出的Windows 2000是否有所改进呢不过在实际的测试中却是可行的哈哈正是怎一个怪字了得(答案将会在后面揭晓) 这时候本来是16个bit的Host ID只剩下13个b

26、it了也就是说在每个子网络里面最多只能有2 13 = 8,192 - 2 = 8,190台主机而它们可分配的号码分别由 00000.00000001到 11111.11111110之间。 但我们并不能简单的将它以十进制的0.1到31.254这样表示我们还得将之配合各个不同的Sub-netID再相加一起才能得出最终的IP号码。例如 在Sub-net ID 001 之下的主机号码将会是从 00100000.00000001到 00111111.11111110之间 亦即是从32.1到63.254之间 整个IP地址则是从139.175.32.1到139.175.63.254之间。 而在Sub-net

27、 ID 100 之下的主机号码将会是从 10000000.00000001到 10011111.11111110之间 亦即是从128.1到159.254之间 整个IP地址则是从139.175.128.1到139.175.159.254之间。 明白了 唉呀头痛耶 别complaint啦自己再动手算算在110这个Sub-net ID之下的主机号码范围是多少 如果您得出来的答案不是139.175.192.1到139.175.223.254之间那么您需要离开屏幕一会到外面呼吸一下空气(别抽烟)然后过5分钟回来重新看看前面几段文章。再重读的时候要确定您每一个概念都清楚了才继续往下读。 当然你说放弃也没什

28、么要紧啦反正您老板又不会扣您工钱啦 IP的实际运用 好了这里让我们归纳一下以上所学吧 IP等级以开头的二进制数来定010110 分别是ABC等级 IP分两部份Net ID和Host ID。预设情形下A以第一个otect来做Net IDB则使用前面两个otectC使用三个oect而剩下的则做Host ID; 在为机器指定Net ID和Host ID的时候换成二进制不可以全部为0也不可以全部为1而整个IP地址必须是唯一的 Net Mask是给计算机用来计算Net ID和Host ID的将IP和mask用AND运算得出Net ID将mask先经过NOT运算再和IP做AND运算则可以得出Host ID

29、 Sub-net Mask是“借”Host ID来当Sub-net ID使用规则是从左往右递增作用是将一个较大的网络切割成多个较小的网络。而在显示IP的时候必须要和Sub-net ID加在一起来表示 设定规则 当我们设定IP网络的时候如果想各机器能够直接沟通那么您得使用相同的Net ID和不同的Host ID。如果您想使用不同的Net ID(比如经过sub-net划分)那么在不同Net ID之间的host就要经过router才能成功对讲。 当计算机用AND运算得出Net ID之后会检查来源Net ID和目的Net ID是否一致如果一致的话就可以直接将封包传给对方否则就将封包传给Router或Default Gateway这个过程我在以后的ARP和RIP将会讲述。 另外如果您使用了sub-net技术在分配IP地址的时候就要非常小心了以免IP超出了子网范围而无法沟通。比如在没有划分子网络的情况下(例如使用255.255.0.0的mask)139.175.31.254和139.175.32.1都是在同一个网络之内的他们的IP封包不用router就可以直接传递了但经过借用3个bit的子网划分之后(net mas