计算机网络-IP地址学习笔记

IP地址

什么是IP地址

IP地址(Internet Protocol Address),是一种在Internet上的主机统一编址的地址格式。它为互联网上的每一个网络和每一台主机分配一个逻辑地址。

IP地址分为:IPv4以及IPv6

IP地址的格式和表示

IP地址的格式

IP地址由32位二进制数组成,每8位(每字节)分成一段,中间用“.”隔开。
为了方便表示,通常把每一段的二进制转换成对应十进制表示

IP地址的组成

IP地址由 网络位 与 主机位 组成
同一网段内的计算机网络位相同,主机位不重复。

我们把网络号相同的主机称之为本地网络,网络号不同的主机称之为远程网络主机,本地网络的主机可以直接相互通信;远程网络中的主机要相互通信必须通过本地网关来传递转发数据。

IP地址分类

IP地址分为A,B,C,D,E 五类

IP地址分类| 网络地址规则 | 地址范围 | 默认子网掩码 | 单个地址最大主机数量|
|:—-:| :—-: | :—-: | :—-: | :—-: | :—-: |
|A类地址|第一个字节为网络位且最高位固定是0|1.0.0.0-126.255.255.255|255.0.0.0 简写/8 | 256*256*256-2|
|B类地址|第一、二个字节为网络位且最高位固定是10|128.0.0.1-191.255.255.255|255.255.0.0 简写/16|256*256-2|
|C类地址|第一、二、三个字节为网络位且最高位固定是110|192.0.0.1-223.255.255.255|255.255.255.0 简写/24|256-2
|D类地址|不分网络位,主机位,第一个字节最高位固定是1110|224.0.0.1-239.255.255.255| 无子网掩码| 无
|E类地址|部分网络位,主机位,第一个字节最高位固定是11110|240.0.0.0-255.255.255.255|240.0.0.0-255.255.255.254作为保留地址,用于internet实验,255.255.255.255为广播地址

ps:-2 是因为 主机位全为0,为网络地址,主机位全为1是该网段的广播地址

保留的特殊IP地址

  1. 主机位为0的地址 :特指某个网段,比如192.168.10.0/24 指的是192.168.10.0网段
  2. 主机位全为1的地址:特指该网段中的全部主机, 比如:192.168.10.255
  3. 127.0.0.1 是本地还回地址,指本机地址,一般用来测试使用
  4. 169.254.0.0~169.254.255.255 当DHCP获取失败时,自动获取该网段地址
  5. 0.0.0.0 计算机的IP地址和网络中的其他计算机地址冲突

公网和私网IP地址

公网:公有地址和管理Inter NIC 负责。各级ISP使用的公用地址都需要向INter NIC提出申请,由Inter NiC统一发放,保证地址块不冲突

私网IP地址:
A类:10.0.0.0 /8 保留一个A类网络
B类: 172.16.0.0~172.31.0.0 /16 保留了 16个B类网络
C类: 192.168.0.0~192.168.255.0 保留了256个C类网络


子网掩码

子网掩码的概念

  1. 子网掩码又叫 网络掩码,地址掩码,必须结合IP地址一起对应使用。
  2. 只有通过子网掩码,才能表明一台主机所在子网与其子网的关系,使网络正常工作。
  3. 子网掩码和IP地址做“与”运算,分离出IP地址中的网络地址和主机地址,用于判断该IP地址是在本地网络上,还是远程网络上。
  4. 子网掩码还用于将网络进一步划分为若干子网。

子网掩码的组成

  1. 子网掩码是由长度为32位二进制数组成的一个地址
  2. 子网掩码32位于IP地址32位响应对应,IP地址如果某位是网络位,则子网掩码为1;IP地址如果某位是主机位,对应则为0

子网掩码的表示方法

  1. 点分十进制表示
    二进制转换成十进制,每8位用点隔开
    11111111.11111111.11111111.00000000 =》 255.255.255.0

  2. CIDR斜线表示
    IP地址/n

n为1到32的数字,表示子网掩码中网络号二进制位1的数量。

子网掩码的作用

子网掩码可以分离出IP地址中的网络地址和主机地址,两台主机通信,首先要判断是否处在同一网段,即网络地址是否相同。相同,那么可以吧数据包直接发送到目标主机,否则就需要路由网关将数据包转发到目的地。

例如:
A主机要与B主机通信,A和B各自的IP地址与A主机的子网掩码进行And与运算

如果相同,则说明AB两台主机在同一个网段,可以通过ARP广播发现B的MAC地址,进行通信

如果结果不同,ARP广播会在本地网关终结,这是A会把发送给B的数据包先发送给本地网关,网关再根据B主机的IP地址来查询路由表,再将数据包继续传递转发,最终送到目的地B

子网掩码的分类

  1. 缺省子网掩码
    即未划分子网,对应的网络号的位置都是1,主机号都是0

  2. 自定义子网掩码
    将一个网络划分子网后,把原来的主机号位置的一部分给了子网号,余下的才是给了子网的主机号

子网掩码和IP地址的关系

资料

  1. https://www.jianshu.com/p/08c2e5623cec
  2. https://bbs.pediy.com/thread-218374.htm
  3. https://www.zhihu.com/question/31766172
  4. https://blog.51cto.com/6930123/2112403
  5. https://blog.51cto.com/6930123/2112403