IPV4地址简介

第三节IPV4地址,3.1,二进制与十进制的互相转换,IPV4地址,IP地址相关计算,2726252423222120,二/十进制换算基础,二进制转化十进制,将一个8位数从二进制转换成十进制:1、如果第八个位等于1，则向总数增加128。2、如果第七个位等于1，则向总数增加64。3、如果第六个位等于1，则向总数增加32。4、如果第五个位等于1，则向总数增加16。5、如果第四个位等于1，则向总数增加8。6、如果第三个位等于1，则向总数增加4。7、如果第二个位等于1，则向总数增加2。8、如果第一个位等于1，则向总数增加1。,二进制转化十进制,将8位二进制数10111001转换为十进制数：1、第八个位等于1，向总数增加128。总数现在是128。2、第六个位等于1，向总数增加32。总数现在是160。3、第五个位等于1，向总数增加16。总数现在是176。4、第四个位等于1。向总数增加8。总数现在是184。5、第一个位等于1。向总数增加1。总数现在是185。或表示为：2725242320185这样，二进制数10111001就是十进制数185。,十进制转化二进制,十进制数转换为二进制数规则：把十进制数用2一次次去除，直至商为0，将得到的余数从最后一次得到的余数依次读起即得，即“除2取余”。按照“除2取余”获得二进制数位数不满8位，那么高位自动取0补充完整即可；,二/十进制换算,1、按照“除2取余”规则得到的二进制数为10001101；2、该二进制数10001101已经是8位，所以不再需要以0补充高位。所以十进制数141转换位二进制数结果为：10001101,3.2,二进制与十进制的互相转换,IP地址相关计算,IPV4地址,在IPv4系统中，IP地址是一个32位的二进制地址如：11001010011100101100111011001010为便于记忆，将其划为4组，每组8位，由小数点分开，用四个字节来表示。如：11001010.01110010.11001110.11001010用点分开的每个字节的数值范围是0-255，如：202.114.206.202,IPv4地址表示,IPv4地址结构,IPv4的IP地址包括两个部分：NETID和HOSTID,NETID标识一个网络.HOSTID标识在该网络上的一个主机。IP地址格式：NetID+HostID网络标识(NetID)：表示主机所在网络；主机标识(HostID)：表示主机在网段中的唯一标识。,NETID,HostID,IPv4A类地址,A类网络ID被分配给拥有大量主机的网络。A类网络ID的前缀长度只有8位。剩余的24位可用来标识多达16,777,214个主机ID。这个较短的前缀长度将把可接受A类网络ID的网络数量限制为126个。,网络ID位,主机ID位,IPv4A类地址,00000000,01111111,第一，A类网络ID的高序位总是设置为0，此约定将A类网络ID的数量从256个减少到128个。第二，首八位设置成00000000的地址是不能被分配的，因为它们构成了被保留的网络ID。第三，首八位设置成01111111（十进制的127）地址是不能被分配的，因为是为环回地址保留的。所以，后面两个约定将A类网络ID的数量从128个减少到126个。,A类地址范围(1.0.0.0到126.255.255.255),0,127,0,255,255,255,0,0,网络ID位,主机ID位,IPv4B类地址,B类网络ID被分配给中型和大型网络。用14位表示B类网络ID，用16位表示主机ID。可以将B类地址分配给16,384个网络，每个网络可以有65,534个主机。,网络ID位,主机ID位,B类地址(128.1.0.0-191.254.255.255),IPv4C类地址,C类地址被分配给小型网络。C类地址的三个高序位总是设置为110，前24位中剩余21位指定特定的网络，后8位指定了特定的主机。可以将C类地址分配给2,097,152个网络，每个网络可以有254个主机。,网络ID位,主机ID位,C类地址(192.0.1.0-223.255.255.255),D类地址(224.0.0.0-239.255.255.255),IPv4D类地址,D类地址是为IPv4多播地址保留D类地址的四个高序位总是设置为1110D类地址的地址范围是224.0.0.0-239.255.255.255,0,255,255,255,0,0,网络ID位,主机ID位,10.0.0.0-10.255.255.2551个A类地址；172.16.0.0-172.31.255.25516个连续的B类地址；192.168.0.0-192.168.255.255256个连续的C类地址。,IPv4私有IP地址,RFC1918定义全局IP地址/专用IP地址全局IP地址：用于因特网公共主机；专用IP地址：仅用于组织的专用网内部本地主机。,网络掩码,网络掩码作用：1、标识一个IP地址的网络号范围结构：掩码长度32bit，由一串1和紧随的一串0组成。1对应于IP地址中的网络号（子网号），0对应于IP地址中的主机号。,A类地址掩码,B类地址掩码,C类地址掩码,有类网络地址面临的问题,网络ID位,主机ID位,C类地址,每个C类网络拥有主机数目：28-2=254,1、当网络中主机数目少于254台时，则浪费254-N个ip地址空间（N为网络内主机数量）,2、当网络中主机数目多于254台时，则IP地址不够使用。,3、c类空间不够时，则只能分配B类网络IP给主机使用，类似于第1种情况的计算，有可能浪费空间更大:浪费216-N。,子网划分,网络ID位,主机ID位,子网化C类地址,子网ID位,网络ID位,主机ID位,C类地址,子网掩码,C类网络掩码,通过缩短主机空间位数，从而减小了容纳主机数量，达到减小地址空间的浪费，并且使网络的划分更灵活。,超网,网络ID位,主机ID位,子网化C类地址,网络ID位,主机ID位,C类地址,子网掩码,C类网络掩码,通过增加主机空间位数，从而增加了容纳主机的数量，这样即容纳了更多的主机数量，并且使网络的划分也灵活了。,3.3,二进制与十进制的互相转换,有类别IPV4地址,IP地址相关计算,逻辑与运算,公式：H=2N-2H：可用ip数量N：主机位数减2是因为全0主机位与网络号重复不可能，而主机位为全1时，定义为网络广播地址也不可用。,IP相关的计算1,确定ip所在的网段1、十进制IP与掩码，转换为二进制，然后进行逻辑与操作，得出的结果即为网段号。,判断IP是否属于同一网段1、把十进制IP与掩码转换为二进制，然后进行逻辑与操作，得出的结果即为网段号。2、如果得出的网段号相同，则为同一网段，否则为不同网段IP，不同网段IP间通信，需要有路由功能的设备参与。,计算IP的网段号,方法：使用给定的掩码与IP地址进行逻辑与操作，计算的结果就这IP地址的网络号。,11001010011100101100111011001010,网络号：202.114.206.0,掩码：255.255.255.0,11111111111111111111111100000000,地址：202.114.206.202,11001010011100101100111000000000,逻辑与,结果,判断主机是否在同一网网,10101100000100000001111001100100,网络号：172.16.0.0,子网掩码:255.255.192.0,11111111111111111100000000000000,IP地址：172.16.30.100,10101100000100000000000000000000,逻辑与,结果,10101100000100000001010001100100,网络号：172.16.0.0,子网掩码:255.255.192.0,IP地址：172.16.20.100,逻辑与,结果,11111111111111111100000000000000,10101100000100000000000000000000,10101100000100000001111001100100,网络号：172.16.0.0,子网掩码:255.255.192.0,11111111111111111100000000000000,IP地址：172.16.30.100,10101100000100000000000000000000,逻辑与,结果,10101100000100000101000001100100,网络号：172.16.64.0,子网掩码:255.255.192.0,IP地址：172.16.80.100,逻辑与,结果,11111111111111111100000000000000,10101100000100000100000000000000,判断主机是否在同一网网,网络IP划分实例,40台主机,180台主机,400台主机,尽可能做到IP地址的最小浪费，而且要满足现有IP地址需求。,IP地址的使用,当给网络或子网上的设备分配地址时，有一些地址是不能使用的。在网络或子网中，我们保留了两个地址用来唯一识别两个特殊功能。第一个保留地址是网络或子网地址。网络地址包括网络号以及全部填充二进制0的主机域。200.1.1.0、153.88.0.0和10.0.0.0都是网络地址。这些地址用于识别网络，不能分配给一个设备。另一个保留地址是广播地址。当使用这个地址时，网上的所有设备都会收到广播信息。网络广播地址是由网络号以及随后全二进制1的主机域组成。下面的例子是一些网络广播地址：200.1.1.255、135.88.255.255、10.255.255.255。由于这个地址是针对所有设备的，所以它不能用在单个设备上。,Ip地址有效使用方法,1.CIDR技术无类域间路由（ClasslessInterDomainRouting：CIDR）是在1993年9月提出的，并公布在RFC1517、RFC1518和RFC1519文档中。使用这种技术可以减缓路由表的增长，并可通过减少分配的“颗粒”大小来减少IP地址的浪费。现在可以给一个组织分配任意数量地址，而不必要分配整个A类网络、B类网络或C类网络。（一般来说，分配地址的数量是2的多少次方，而CIDR技术的最大好处是在实际分配地址时，可分配任意数量。）例如，如果你的网络需要3000个地址，只分配一个C类网络（256个地址）是不够的。如果分配一个B类网络（65536个地址），那将会有62000多个地址被浪费掉！使用CIDR技术，可分配一个4096个地址的块-等价于16个C类网络（CIDR的描述是/20），这块地址将会能够满足你的地址需求，并允许扩展，有效使用全球唯一地址。2.VLSM变长子网掩码（Variable-LengthSubnetMask：VLSM）是一种通过减少每个子网的掩码长度来节省IP地址的技术。子网需求多少地址掩码就应该提供多少地址。如果需要的地址少，则掩码也应不同。这种技术的主要思想是为每个子网分配“合适的地址数量”。许多组织使用点对点的WAN链接。一般来说，这些链接包含着一个子网，但仅需要2个地址。第2章的子网划分表说明，这些子网使用的最适当的掩码是255.255.255.252。如果一个典型的LAN拥有几十台主机，并且在同一个子网中，则这个掩码将永远不会被使用。如果使用支持VLSM的路由协议，则会更有效地使用地址块。3.私有地址节约全球唯一（公共）IP地址最有效的策略是根本不使用这些地址。如果企业网络使用的是TCP/IP协议，但不与全球Internet上的主机进行通信，那么就没有必要使用这些公共的I