ip地址分類是怎麼分類的(IP位址介紹和劃分)
2023-05-16 21:02:01 2
IP位址介紹和劃分
很多朋友對IP位址的分類及如何劃分依然還存在一些疑惑,今天在這裡我就網絡基礎之IP位址等相關知識與大家一起分享學習,希望能對大家有所幫助,
IP位址
Internet 上的每臺主機(Host)都有一個唯一的IP位址。IP協議就是使用這個地址在主機之間傳遞信息,這是Internet 能夠運行的基礎。IP位址的長度為32位,分為4段,每段8位,用十進位數字表示,每段數字範圍為0~255,段與段之間用句點隔開。例如159.226.1.1。IP位址有兩部分組成,一部分為網絡地址,另一部分為主機地址。IP位址分為A、B、C、D、E5類。常用的是B和C兩類。ip地址就像是我們的家庭住址一樣,如果你要寫信給一個人,你就要知道他(她)的地址,這樣郵遞員才能把信送到,計算機發送信息是就好比是郵遞員,它必須知道唯一的「家庭地址」才能不至於把信送錯人家。只不過我們的地址使用文字來表示的,計算機的地址用十進位數字表示。
眾所周知,在電話通訊中,電話用戶是靠電話號碼來識別的。同樣,在網絡中為了區別不同的計算機,也需要給計算機指定一個號碼,這個號碼就是「IP位址」。所謂IP位址就是給每個連接在Internet上的主機分配的一個32bit地址。
按照TCP/IP(Transport Control Protocol/Internet Protocol,傳輸控制協議/Internet協議)協議規定,IP位址用二進位來表示,每個IP位址長32bit,比特換算成字節,就是4個字節。例如一個採用二進位形式的IP位址是「00001010000000000000000000000001」,這麼長的地址,人們處理起來也太費勁了。為了方便人們的使用,IP位址經常被寫成十進位的形式,中間使用符號「.」分開不同的字節。於是,上面的IP位址可以表示為「10.0.0.1」。IP位址的這種表示法叫做「點分十進位表示法」,這顯然比1和0容易記憶得多。
有人會以為,一臺計算機只能有一個IP位址,這種觀點是錯誤的。我們可以指定一臺計算機具有多個IP位址,因此在訪問網際網路時,不要以為一個IP位址就是一臺計算機;另外,通過特定的技術,也可以使多臺伺服器共用一個IP位址,這些伺服器在用戶看起來就像一臺主機似的。
將IP位址分成了網絡號和主機號兩部分,設計者就必須決定每部分包含多少位。網絡號的位數直接決定了可以分配的網絡數(計算方法2^網絡號位數);主機號的位數則決定了網絡中最大的主機數(計算方法2^主機號位數-2)。然而,由於整個網際網路所包含的網絡規模可能比較大,也可能比較小,設計者最後聰明的選擇了一種靈活的方案:將IP位址空間劃分成不同的類別,每一類具有不同的網絡號位數和主機號位數。
地址介紹
TCP/IP協議需要針對不同的網絡進行不同的設置,且每個節點一般需要一個「IP位址」、一個「子網掩碼」、一個「默認網關」。不過,可以通過動態主機配置協議(DHCP),給客戶端自動分配一個IP位址,避免了出錯,也簡化了TCP/IP協議的設置。
那麼,區域網怎麼分配IP位址呢?網際網路上的IP位址統一由一個叫「IANA」(Internet Assigned Numbers Authority,網際網路網絡號分配機構)的組織來管理。
1.A類IP位址
一個A類IP位址由1位元組的網絡地址和3位元組主機地址組成,網絡地址的最高位必須是「0」, 地址範圍1.0.0.1-126.255.255.254(二進位表示為:00000001 00000000 00000000 00000001 - 01111110 11111111 11111111 11111110)。可用的A類網絡有126個,每個網絡能容納1600多萬個主機。
2.B類IP位址
一個B類IP位址由2個字節的網絡地址和2個字節的主機地址組成,網絡地址的最高位必須是「10」,地址範圍128.1.0.1-191.254.255.254(二進位表示為:10000000 00000001 00000000 00000001 - 10111111 11111110 11111111 11111110)。可用的B類網絡有16382個,每個網絡能容納6萬多個主機 。
3.C類IP位址
一個C類IP位址由3位元組的網絡地址和1位元組的主機地址組成,網絡地址的最高位必須是「110」。範圍192.0.1.1-223.255.254.254(二進位表示為: 11000000 00000000 00000001 00000001 - 11011111 11111111 11111110 11111110)。C類網絡可達209萬餘個,每個網絡能容納254個主機。
4.D類地址用於多點廣播(Multicast)。
D類IP位址第一個字節以「lll0」開始,它是一個專門保留的地址。它並不指向特定的網絡,目前這一類地址被用在多點廣播(Multicast)中。多點廣播地址用來一次尋址一組計算機,它標識共享同一協議的一組計算機。
地址範圍224.0.0.1-239.255.255.254
5.E類IP位址
以「1111」開始,為將來使用保留。
全零(「0.0.0.0」)地址對應於當前主機。全「1」的IP位址(「255.255.255.255」)是當前子網的廣播地址。
IP位址是由什麼機構分配的?
所有的IP位址都由國際組織NIC(Network Information Center)負責統一分配,目前全世界共有三個這樣的網絡信息中心。
InterNIC:負責美國及其他地區;
ENIC:負責歐洲地區;
APNIC:負責亞太地區。
我國申請IP位址要通過APNIC,APNIC的總部設在日本東京大學。申請時要考慮申請哪一類的IP位址,然後向國內的代理機構提出。
什麼是公有地址和私有地址?
公有地址(Public address)由Inter NIC(Internet Network Information Center 網際網路信息中心)負責。這些IP位址分配給註冊並向Inter NIC提出申請的組織機構。通過它直接訪問網際網路。
私有地址(Private address)屬於非註冊地址,專門為組織機構內部使用。
以下列出留用的內部私有地址
A類 10.0.0.0--10.255.255.255
B類 172.16.0.0--172.31.255.255
C類 192.168.0.0--192.168.255.255
子網掩碼
子網掩碼(subnet mask)是每個網管必須要掌握的基礎知識,只有掌握它,才能夠真正理解TCP/IP協議的設置。以下我們就來深入淺出地講解什麼是子網掩碼。
IP位址的結構
要想理解什麼是子網掩碼,就不能不了解IP位址的構成。網際網路是由許多小型網絡構成的,每個網絡上都有許多主機,這樣便構成了一個有層次的結構。IP位址在設計時就考慮到地址分配的層次特點,將每個IP位址都分割成網絡號和主機號兩部分,以便於IP位址的尋址操作。
IP位址的網絡號和主機號各是多少位呢?如果不指定,就不知道哪些位是網絡號、哪些是主機號,這就需要通過子網掩碼來實現。
子網掩碼不能單獨存在,它必須結合IP位址一起使用。子網掩碼只有一個作用,就是將某個IP位址劃分成網絡地址和主機地址兩部分。
子網掩碼的設定必須遵循一定的規則。與IP位址相同,子網掩碼的長度也是32位,左邊是網絡位,用二進位數字「1」表示;右邊是主機位,用二進位數字「0」表示。只有通過子網掩碼,才能表明一臺主機所在的子網與其他子網的關係,使網絡正常工作。
子網掩碼的術語是擴展的網絡前綴碼不是一個地址,但是可以確定一個網絡層地址哪一部分是網絡號,哪一部分是主機號,1 的部分代表網絡號,掩碼為 0的部分代表主機號。子網掩碼的作用就是獲取主機 IP的網絡地址信息,用於區別主機通信不同情況,由此選擇不同路。其中 A類地址的默認子網掩碼為 255.0.0.0;B類地址的默認子網掩碼為 255.255.0.0;C類地址的默認子網掩碼為:255.255.255.0。
如何通過子網掩碼來確定網絡號或者網絡地址?
通過 IP 地址的二進位與子網掩碼的二進位進行與運算進行定某個設備的網絡地址,
也就是說通過子網掩碼分辨一個網絡的網絡部分和主機部分子網掩碼一旦設置,網絡地址和主機地址就固定了。
相對於使用子網掩碼來識別網絡地址,早期的使用類別進行網絡地址的分類存在著地址大量浪費的不足。
子網一個最顯著的特徵就是具有子網掩碼。與IP位址相同,子網掩碼的長度也是32位,也可以使用十進位的形式。例如,為二進位形式的子網掩碼:11111111111111111111111100000000,採用十進位的形式為:255.255.255.0。
1.子網掩碼的概念
子網掩碼是一個32位地址,用於屏蔽IP位址的一部分以區別網絡標識和主機標識,並說明該IP位址是在區域網上,還是在遠程網上。
2.確定子網掩碼數
用於子網掩碼的位數決定於可能的子網數目和每個子網的主機數目。在定義子網掩碼前,必須弄清楚本來使用的子網數和主機數目。
定義子網掩碼的步驟為:
A、確定哪些組地址歸我們使用。比如我們申請到的網絡號為 「210.73.a.b」,該網絡地址為c類IP位址,網絡標識為「210.73」,主機標識為「a.b」。
B、根據我們現在所需的子網數以及將來可能擴充到的子網數,用宿主機的一些位來定義子網掩碼。比如我們現在需要12個子網,將來可能需要16個。用第三個字節的前四位確定子網掩碼。前四位都置為「1」(即把第三字節的最後四位作為主機位,其實在這裡有個簡單的規律,非網絡位的前幾位置1原網絡就被分為2的幾次方個網絡,這樣原來網絡就被分成了2的4次方16個子網),即第三個字節為「11110000」,這個數我們暫且稱作新的二進位子網掩碼。
C、把對應初始網絡的各個位都置為「1」,即前兩個字節都置為「1」,第四個字節都置為「0」,則子網掩碼的間斷二進位形式為:「11111111.11111111.11110000.00000000」
D、把這個數轉化為間斷十進位形式為:「255.255.240.0」
這個數為該網絡的子網掩碼。
3.IP掩碼的標註
A、無子網的標註法
對無子網的IP位址,可寫成主機號為0的掩碼。如IP位址210.73.140.5,掩碼為255.255.255.0,也可以預設掩碼,只寫IP位址。
B、有子網的標註法
有子網時,一定要二者配對出現。以C類地址為例。
1.IP位址中的前3個字節表示網絡號,後一個字節既表明子網號,又說明主機號,還說明兩個IP位址是否屬於一個網段。如果屬於同一網絡區間,這兩個地址間的信息交換就不通過路由器。如果不屬同一網絡區間,也就是子網號不同,兩個地址的信息交換就要通過路由器進行。例如:對於IP位址為210.73.140.5的主機來說,其主機標識為00000101,對於IP位址為210.73.140.16的主機來說它的主機標識為00010000,以上兩個主機標識的前面三位全是000,說明這兩個IP位址在同一個網絡區域中,這兩臺主機在交換信息時不需要通過路由器進行。10.73.60.1的主機標識為00000001,210.73.60.252的主機標識為11111100,這兩個主機標識的前面三位000與011不同,說明二者在不同的網絡區域,要交換信息需要通過路由器。其子網上主機號各為1和252。
2.掩碼的功用是說明有子網和有幾個子網,但子網數只能表示為一個範圍,不能確切講具體幾個子網,掩碼不說明具體子網號,有子網的掩碼格式(對C類地址)。
子網掩碼的表示方法子網掩碼通常有以下2種格式的表示方法:
1. 通過與IP位址格式相同的點分十進位表示
如:255.0.0.0 或 255.255.255.128
2. 在IP位址後加上"/"符號以及1-32的數字,其中1-32的數字表示子網掩碼中網絡標識位的長度
如:192.168.1.1/24 的子網掩碼也可以表示為 255.255.255.0
1.2.2子網掩碼和ip地址的關係
注意這講的都是有類網!
子網掩碼是用來判斷任意兩臺計算機的IP位址是否屬於同一子網絡的根據。
最為簡單的理解就是兩臺計算機各自的IP位址與子網掩碼進行AND運算後,如果得出的結果是相同的,則說明這兩臺計算機是處於同一個子網絡上的,可以進行直接的通訊。就這麼簡單。
請看以下示例:
運算演示之一:aa
I P 地址 192.168.0.1
子網掩碼 255.255.255.0
AND運算 (AND運算法則:1 與 1 = 1 ,1 與 0 = 0 ,0 與 1 = 0 ,0 與 0 = 0 ,即當對應位均為1時結果為1,其餘為0。)
轉化為二進位進行運算:
I P 地址 11000000.10101000.00000000.00000001
子網掩碼 11111111.11111111.11111111.00000000
AND運算
11000000.10101000.00000000.00000000
轉化為十進位後為:
192.168.0.0
運算演示之二:
I P 地址 192.168.0.254
子網掩碼 255.255.255.0
AND運算
轉化為二進位進行運算:
I P 地址 11000000.10101000.00000000.11111110
子網掩碼 11111111.11111111.11111111.00000000
AND運算
11000000.10101000.00000000.00000000
轉化為十進位後為:
192.168.0.0
運算演示之三:
I P 地址 192.168.0.4
子網掩碼 255.255.255.0
AND運算
轉化為二進位進行運算:
I P 地址 11000000.10101000.00000000.00000100
子網掩碼 11111111.11111111.11111111.00000000
AND運算
11000000.10101000.00000000.00000000
轉化為十進位後為:
192.168.0.0
通過以上對三組計算機IP位址與子網掩碼的AND運算後,我們可以看到它運算結果是一樣的。均為192.168.0.0
所以計算機就會把這三臺計算機視為是同一子網絡,然後進行通訊的。我現在單位使用的代理伺服器,內部網絡就是這樣規劃的。
也許你又要問,這樣的子網掩碼究竟有多少了IP位址可以用呢?你可以這樣算。
根據上面我們可以看出,區域網內部的ip地址是我們自己規定的(當然和其他的ip地址是一樣的),這個是由子網掩碼決定的通過對255.255.255.0的分析。可得出:
前三位IP碼由分配下來的數字就只能固定為192.168.0 所以就只剩下了最後的一位了,那麼顯而易見了,ip地址只能有(2的8次方-1),即256-1=255一般末位為0或者是255的都有其特殊的作用。
那麼你可能要問了:如果我的子網掩碼不是255.255.255.0呢?你也可以這樣做啊假設你的子網掩碼是255.255.128.0
那麼你的區域網內的ip地址的前兩位肯定是固定的了
這樣,你就可以按照下邊的計算來看看同一個子網內到底能有多少臺機器
1、十進位128 = 二進位1000 0000
2、IP碼要和子網掩碼進行AND運算
3、
I P 地址 11000000.10101000.1*******.********
子網掩碼 11111111.11111111.10000000.00000000
AND運算
11000000.10101000.10000000.00000000
轉化為十進位後為:
192 . 168. 128 . 0
4、可知我們內部網可用的IP位址為:
11000000.10101000.10000000.00000000
到
11000000.10101000.11111111.11111111
5、轉化為十進位:
192 . 168.128.0 到192 . 168.255.255
6、0和255通常作為網絡的內部特殊用途。通常不使用。
7、於是最後的結果如下:我們單位所有可用的IP位址為:
192.168.128.1-192.168.128.254
192.168.129.1-192.168.129.254
192.168.130.1-192.168.130.254
192.168.131.1-192.168.131.254
. . . . . . . . . . . . .
192.168.139.1-192.168.139.254
192.168.140.1-192.168.140.254
192.168.141.1-192.168.141.254
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、總數為(255-128 1)*(254-1 1) =128 * 254 = 32512
子網內包含的機器數目應該是2^n-2,比如說上面的子網掩碼是255.255.128.0,那麼他的網絡號是17位,主機號是15位,只要主機號不全是0或者1就是可以的,所以ip地址是192.168.192.0(11000000.10101000.11000000.00000000)也允許,除掉全0全1,結果為2^15-2=32766,上面的落了好多地址
9、看看的結果是否正確
(1)、設定IP位址為192.168.128.1
Ping 192.168.129.233通過測試
訪問http://192.168.129.233可以顯示出主頁
(2)、設定IP位址為192.168.255.254
Ping 192.168.129.233通過測試
訪問http://192.168.129.233可以顯示出主頁
10、結論
以上證明我們的結論是對的。
現在你就可以看你的子網中能有多少臺機器了
255.255.255.128
分解:
11111111.11111111.11111111.1000000
所以你的內部網絡的ip地址只能是
xxxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx.0???????
到
xxxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx.01111111
子網掩碼
(1)子網TCP/IP網間網技術產生於大型主流機環境中,它能發展到今天的規模是當初的設計者們始料未及的。網間網規模的迅速擴展對IP位址模式的威脅並不是它不能保證主機地址的唯一性,而是會帶來兩方面的負擔:第一,巨大的網絡地址管理開銷;第二,網關尋徑急劇膨脹。其中第二點尤為突出,尋徑表的膨脹不僅會降低網關尋徑效率(甚至可能使尋徑表溢出,從而造成尋徑故障),更重要的是將增加內外部路徑刷新時的開銷,從而加重網絡負擔。
因此,迫切需要尋求新的技術,以應付網間網規模增長帶來的問題。仔細分析發現,網間網規模的增長在內部主要表現為網絡地址的增減,因此解決問題的思路集中在:如何減少網絡地址。於是IP網絡地址的多重複用技術應運而生。
通過復用技術,使若干物理網絡共享同一IP網絡地址,無疑將減少網絡地址數。
子網編址(subnet addressing)技術,又叫子網尋徑(subnet routing),英文簡稱subnetting,是最廣泛使用的IP網絡地址復用方式,目前已經標準化,並成為IP位址模式的一部分。一般的,32位的IP位址分為兩部分,即網絡號和主機號,我們分別把他們叫做IP位址的「網間網部分」和「本地部分」。子網編址技術將本地部分進一步劃分為「物理網絡」部分和「主機」部分,如圖:網間網部分物理網絡主機
|←網間網部分→|←————本地部分—————→|
|←物理網絡→|←—主機部分——→|
其中「物理網絡」用於標識同一IP網絡地址下的不同物理網絡即是「子網」。
(2)子網掩碼IP協議標準規定:每一個使用子網的網點都選擇一個32位的位模式,若位模式中的某位置1,則對應IP位址中的某位為網絡地址(包括網間網部分和物理網絡號)中的一位;若位模式中的某位置0,則對應IP位址中的某位為主機地址中的一位。例如位模式:
11111111 11111111 11111111 00000000中,前三個字節全1,代表對應IP位址中最高的三個字節為網絡地址;後一個字節全0,代表對應IP位址中最後的一個字節為主機地址。這種位模式叫做子網模(subnet mask)或「子網掩碼」。
為了使用的方便,常常使用「點分整數表示法」來表示一個IP位址和子網掩碼,例如c類地址子網掩碼(11111111 11111111 11111111 00000000)為:255.255.255.0 IP協議關於子網掩碼的定義提供一種有趣的靈活性,允許子網掩碼中的「0」和「1」位不連續。但是,這樣的子網掩碼給分配主機地址和理解尋徑表都帶來一定困難,並且,極少的路由器支持在子網中使用低序或無序的位,因此在實際應用中通常各網點採用連續方式的子網掩碼。像255.255.255.64和255.255.255.160等一類的子網掩碼不推薦使用。
(3)子網掩碼與IP位址子網掩碼與IP位址結合使用,可以區分出一個網絡地址的網絡號和主機號。
例如:有一個C類地址為:192.9.200.13其預設的子網掩碼為:255.255.255.0則它的網絡號和主機號可按如下方法得到:
①將IP位址192.9.200.13轉換為二進位11000000 00001001 11001000 00001101
②將子網掩碼255.255.255.0轉換為二進位11111111 11111111 11111111 00000000
③將兩個二進位數邏輯與(AND)運算後得出的結果即為網絡部分
11000000 00001001 11001000 00001101 AND 11111111 11111111 11111111 00000000
11000000 00001001 11001000 00000000結果為192.9.200.0,即網絡號為192.9.200.0。
④將子網掩碼取反再與IP位址邏輯與(AND)後得到的結果即為主機部分11000000 00001001 11001000 00001101 AND 00000000 00000000 00000000 11111111 結果為00000000 00000000 00000000 00001101轉化為十進位得到0.0.0.13,即主機號為13。
可變長子網掩碼
可變長子網掩碼 (VLSM,Variable Length Subnet Mask)是為了解決在一個網絡系統中使用多種層次的子網化IP位址的問題而發展起來的.這種策略只能在所用的路由協議都支持的情況才能使用,例如開放式最短路徑優先路由選擇協議(OSPF)和增強內部網關路由選擇協議(EIGRP).RIP版本1由於出現早於VLSM而無法支持.RIP版本2則可以支持VLSM.
VLSM允許一個組織在同一個網絡地址空間中使用多個子網掩碼.利用VLSM可以使管理員"把子網繼續劃分為子網",使尋址效率達到最高.
可變長子網掩碼實際上是相對於標準的類的子網掩碼來說的。
VLSM的特徵
·更有效地使用IP位址———如果不使用VLSM,各公司就必須在整個A、B、C、類網絡中使用一個單一的子網掩碼。
·使用路由匯總的能力更強———VLSM通話地址規劃中有更多的等級水平,也可以在路由選擇中使用匯總更有效地進行路由選擇。
如何使用VLSM呢?
VLSM其實就是相對於類的IP位址來說的。A類的第一段是網絡號(前八位),B類地址的前兩段是網絡號(前十六位),C類的前三段是網絡號(前二十四位)。而VLSM的作用就是在類的IP位址的基礎上,從他們的主機號部分借出相應的位數來做網絡號,也就是增加網絡號的位數。各類網絡可以用來再劃分的位數為:A類有二十四位可以借,B類有十六位可以借,C類有八位可以借(可以再劃分的位數就是主機號的位數。實際上不可以都借出來,因為IP位址中必須要有主機號的部分,而且主機號部分剩下一位是沒有意義的,剩下1位的時候不是代表主機號就是代表廣播號,所以在實際中可以借的位數是在我寫的那些數字中再減去2)。
這是一種產生不同大小子網的網絡分配機制,指一個網絡可以配置不同的掩碼。開發可變長度子網掩碼的想法就是在每個子網上保留足夠的主機數的同時,把一個網分成多個子網時有更大的靈活性。如果沒有VLSM,一個子網掩碼只能提供給一個網絡。這樣就限制了要求的子網數上的主機數。
無類別域間路由
無類別域間路由CIDR (Classless InterDomain Routing)現行的IPv4(網際協議第4版)的地址將耗盡,這是一種為解決地址耗盡而提出的一種措施。它是將好幾個IP網絡結合在一起,使用一種無類別的域際路由選擇算法,可以減少由核心路由器運載的路由選擇信息的數量。
CIDR(無類型域間選路,Classless Inter-Domain Routing)是一個在Internet上創建附加地址的方法,這些地址提供給服務提供商(ISP),再由ISP分配給客戶。CIDR將路由集中起來,使一個IP位址代表主要骨幹提供商服務的幾千個IP位址,從而減輕Internet路由器的負擔。所有發送到這些地址的信息包都被送到如MCI或Sprint等ISP。1990年,Internet上約有2000個路由。五年後,Internet上有3萬多個路由。如果沒有CIDR,路由器就不能支持Internet網站的增多。CIDR採用13~27位可變網絡ID,而不是A-B-C類網絡ID所用的固定的7、14和21位。
CIDR 如何工作
CIDR 對原來用於分配A類、B類和C類地址的有類別路由選擇進程進行了重新構建。CIDR用 13-27位長的前綴取代了原來地址結構對地址網絡部分的限制(3類地址的網絡部分分別被限制為8位、16位和24位)。在管理員能分配的地址塊中,主機數量範圍是32-500,000,從而能更好地滿足機構對地址的特殊需求。
CIDR 地址中包含標準的32位IP位址和有關網絡前綴位數的信息。以CIDR地址222.80.18.18/25為例,其中「/25」表示其前面的之中的前25位代表網絡部分,其餘位代表主機部分。
CIDR建立於「超級組網」的基礎上,「超級組網」是「子網劃分」的派生詞,可看作子網劃分的逆過程。子網劃分時,從地址主機部分借位,將其合併進網絡部分;而在超級組網中,則是將網絡部分的某些位合併進主機部分。這種無類別超級組網技術通過將一組較小的無類別網絡匯聚為一個較大的單一路由表項,減少了Internet路由域中路由表條目的數量。