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【基础知识】计网系列(2)——复习IP地址

IP协议在 TCP/IP 中的核心地位


在 TCP/IP 体系中,IP 地址是一个基本的概念。


在IPV4协议中,IP地址是32位无符号二进制数,通常用 “点分十进制” 格式表示,即将 32 位划分为 4个字节【4B】,每个字节分别用 一个十进制数表示,用小数点将这些字节隔开。


【练习1】

【解析】

    合法的地址即符合规定的IP地址,即点分十进制表示法
    A选项:不可超过 255 显然错误
    B选项:应 用小数点将这些字节分割。
    D选项:位数错误


    IP分类编址

    在分类编址中,IP地址由网络号 (netID) 和 主机号 (hostID) 两部分组成,IP地址空间分为 五类:A B C D E 类


    【练习2】

    【解析】:如上图所示,C类网络 netID 占24位 即三个字节。


    IP地址取值范围

      A类:1.0.0.0到127.255.255.255

      B类:128.0.0.0到191.255.255.255

      C类:192.0.0.0到223.255.255.255

      D类:224.0.0.0到239.255.255.255

      E类:240.0.0.0到247.255.255.255

    【练习3】

    【解析】:

    由上述各类 IP地址 分类可知 B类网络应在 128-191 之间,所以C不符合规定



    主机号与网络号


    A类地址的网络号字段占一个字节,只有7位可供使用(第一位已固定为0),但是可指派的网络号是126个(2^7-2)减2的原因:第一,IP地址中全为0的地址是个保留地址,表示“本网络”;第二,网络号为127(01111111)保留作为本地软件环回测试本主机的进程间的通信。


      A类地址的主机号占3字节,因此每一个A类网络中的最大主机数是2^24-2减2的原因:第一,全为0的主机号字段表示该IP地址是本主机所连接到的单个网络地址,第二,全为1的主机号字段表示该网络上的所有主机。

      

          B类地址的网络号字段有2字节,但是前两位已经固定为10,只剩下14位可以进行分配,因为前面两位是10,不会出现全为0或全为1的网络号,但实际上,B类网络地址128.0.0.0是不指派的。所以最大网络数为2^14-1。最大主机数为2^16-2。


      C类地址有3字节的网络号字段,前三位固定位110,还有21位可以进行分配。但实际上192.0.0.0是不指派的,因此C类地址可指派的网络总数为2^21-1,最大主机数为2^8-2。


    子网划分


    (1)IP编址设计成由网络号 (netID)和主机号 (hostID) 组成的二级结构。子网划分是在两个层次 IP地址的基础上,将主机号部分细分成附加的网络号和主机号,这个附加的网络号称之为子网号。


    (2)IP 地址可看作是由 网络号,子网号,主机号 三个层次构成的


    子网掩码


    • 为了从 IP地址 中找出网络地址,引入了子网掩码的概念。

    • 网络地址就是主机号为 0 的IP地址,将子网掩码和IP地址 逐位进行 “逻辑与” 运算,即可得到网络地址。

    • 子网掩码 是一个网络或者一个子网的重要属性,路由器对到来的 IP数据报进行路由转发时,需要利用子网掩码来确定目的网络地址。

    • A类网络的默认 子网掩码为 255.0.0.0

      B类:255.255.0.0

      C类:255.255.255.0

    【练习4】

    【解析】将主机 IP 与掩码 转换为 二进制,然后进行与运算,即得出子网地址。

    【练习5】

    【解析】200.32.5.96

    通过子网掩码计算 网络数与主机数

    • 网络数计算方法:网络数=2的X次方(X是子网掩码中,借的1的个数)如:202.106.1.0/25 是一个C类地址借了一位。因为C类默认是/24嘛。所以X=1。网络数=2的1次方=2个。

    • 主机数计算方法:主机数=2的Y次方-2(Y是子网掩码中0的个数)-2是掐头去尾,头是网络号,尾是广播地址。/25意味着子网掩码中有25个1,剩下32-25个0,也就是7个。所以主机数=2的7次方-2=126,也就是每个子网可以产生126个可以分配给主机使用的IP地址。


    【练习6】

    【解析】通过将子网掩码化成二进制可知  有6个0,所以主机数即 2^6-2


    【练习7】

    【解析】/27 的意思是 子网掩码中有27个1,即子网掩码为:255.255.255.224 。

    转换二进制即 11111111 11111111 11111111 11100000 .


    子网数:2^Z (Z子网掩码最后一个字节中 1的个数) 即 2^3=8

    主机数:2^5-2=30


    【练习8】练习7的姊妹版

    【解析】通过 8 个子网推导出 子网掩码的最后一个字节的高三位都是1。即 128+64+32=224。


    【练习9】

    【解析】

    通过 28 推导出 子网掩码最后一个字节高四位均为1。即 

    主机数:2^4-2

    子网数:2^4

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