45.第十章网络协议和管理配置(六)

2024-01-19 17:37:16

3.5 IP地址

3.5.1 IP地址组成

它们可唯一标识 IP 网络中的每台设备，每台主机（计算机、网络设备、外围设备）必须具有唯一的地址

IP地址由两部分组成

网络ID：标识网络，每个网段分配一个网络ID，处于高位
主机 ID：标识单个主机，由组织分配给各设备，处于低位

IPv4地址格式：点分十进制记法

范例：

逻辑地址IP:唯一性,网段规划

物理地址MAC

010 10086
010 10010

网络ID:相当于电话区号
主机ID: 相当于电话号码

IP地址=网络ID+主机ID
172.31.1.8
172.31.1.7

3.5.2 IP地址分类

A类：
0 0000000 - 0 1111111.X.Y.Z : 0-127.X.Y.Z

网络ID位是最高8位,主机ID是24位低位

网络数：126=2^7(可变是的网络ID位数)-2

每个网络中的主机数：2^24-2=16777214

默认子网掩码：255.0.0.0

私网地址：10.0.0.0

范例:114.114.114.114,8.8.8.8,1.1.1.1，58.87.87.99，119.29.29.29

范例：

0xxxxxxx.X.Y.Z

00000000 0
01111111 127

0-127.X.Y.Z 
0 未知
127 loopback
DNS 1.1.1.1

1-126.X.Y.Z 

网段数=2^可变的网络ID位
一个网络的最大主机数=2^主机ID的位-2

10.0.0.0 主机ID 全0表示网络ID
10.255.255.255 主机ID全为1表示此网络的广播地址

网络数：2^7=128
主机数:2^24-2=16777214

[root@rocky8 ~]# ping 1.1.1.1
PING 1.1.1.1 (1.1.1.1) 56(84) bytes of data.
64 bytes from 1.1.1.1: icmp_seq=1 ttl=128 time=323 ms
64 bytes from 1.1.1.1: icmp_seq=2 ttl=128 time=218 ms
64 bytes from 1.1.1.1: icmp_seq=3 ttl=128 time=440 ms
64 bytes from 1.1.1.1: icmp_seq=4 ttl=128 time=249 ms
^C
--- 1.1.1.1 ping statistics ---
4 packets transmitted, 4 received, 0% packet loss, time 3002ms
rtt min/avg/max/mdev = 218.351/307.664/439.940/85.385 ms

B类：

10 000000 - 10 111111.X.Y.Z：128-191.X.Y.Z

网络ID位是最高16位,主机ID是16位低位

网络数：2^14=16384

每个网络中的主机数：2^16-2=65534

默认子网掩码：255.255.0.0

私网地址：172.16.0.0-172.31.0.0

范例:180.76.76.76，172.16.0.1

范例：

B类 128-191.X.Y.Z
网段有几个? 2^14=16384
一个B类网段最多多少个主机? 2^16-2=65534
10000000  128
10111111  191

172.16.0.100

C类：

110 0 0000 - 110 1 1111.X.Y.Z: 192-223.X.Y.Z

网络ID位是最高24位,主机ID是8位低位

网络数：2^21=2097152

每个网络中的主机数：2^8-2=254

默认子网掩码：255.255.255.0

私网地址：192.168.0.0-192.168.255.0

范例: 223.6.6.6

范例：

C类: 192-223.X.Y.Z
网段有几个? 2^21=2097152
一个C类网段最多多少个主机?2^8-2=254

11000000 192
11011111 223

192.168.0.100

D类：组（多）播，1110 0000 - 1110 1111.X.Y.Z: 224-239.X.Y.Z

范例：

D: 多播 224-239

11100000
11101111

E类：保留未使用，240-255

3.5.3 公共和私有IP地址

私有IP地址：不直接用于互联网，通常在局域网中使用

公共IP地址：互联网上设备拥有的唯一地址

3.5.4 特殊地址

0.0.0.0

0.0.0.0不是一个真正意义上的IP地址。它表示所有不清楚的主机和目的网络
255.255.255.255

限制广播地址。对本机来说，这个地址指本网段内(同一广播域)的所有主机
127.0.0.1～127.255.255.254

本机回环地址，主要用于测试。在传输介质上永远不应该出现目的地址为“127.0.0.1”的数据包
224.0.0.0到239.255.255.255
组播地址，224.0.0.1特指所有主机，224.0.0.2特指所有路由器。224.0.0.5指OSPF 路由器，地址多用于一些特定的程序以及多媒体程序
169.254.x.x

如果Windows主机使用了DHCP自动分配IP地址，而又无法从DHCP服务器获取地址，系统会为主机分配这样地址

3.5.5 保留地址

范例:

172.16.0.0 网络中的两个地址:172.16.0.0 172.16.255.255

3.5.6 子网掩码

CIDR:无类域间路由，目前的网络已不再按A，B，C类划分网段，可以任意指定网段的范围

CIDR 无类域间路由表示法：IP/网络ID位数，如：172.16.0.100/16

netmask子网掩码：32位或128位（IPv6）的数字，和IP成对使用，用来确认IP地址中的网络ID和主机ID，对应网络ID的位为1，对应主机ID的位为0,范例:255.255.255.0 ，表现为连续的高位为1，连续的低位为0

子网掩码的八位

相关公式：

一个网络的最多的主机数＝2 ^ 主机ID位数 - 2
网络（段）数 = 2 ^ 网络ID中可变的位数
网络ID = IP 与 netmask

判断对方主机是否在同一个网段：

用自已的子网掩码分别和自已的IP及对方的IP相与，比较结果，相同则同一网络，不同则不同网段

范例：

无类
网络ID和主机按需分配

A: 8
B: 16 
C: 24 

30位网络ID,主机ID2位,最多个IP


10.0.0.100
子网掩码: netmask

1-126 
128-191 
192-223 

10.0.0.100
255.255.255.0
255.255.0.0
255.0.0.0

00000000 0
10000000 128
11000000 192
11100000 224
11110000 240
11111000 248
11111100 252
11111110 254
11111111 255

如何判断两个主机是否在网一个网段?
ip地址中网络ID位是否相同
网络ID=IP和netmask相与

10.0.0.100
255.255.0.0
网络ID:10.0.0.0

CIDR表示法:无类域间路由
IP/网络ID的位数 10.0.0.100/16

0^0=0  和0相与结果为0,和1相与保留原值
0^1=0
1^0=0
1^1=1

10.100.200.233/19 
1 netmask?255.255.224.0 
2 网络ID? 10.100.200.233^255.255.224.0=10.100.192.0
3 网络主机多少?32-19=13 2^13-2

200=192+8 110 01000

范例:

netmask: 255.255.224.0,网络ID位:19 主机ID位:13,主机数=2^13-2=8190

范例：判断A和B是否在网一个网段?

A--->B 不在
A:192.168.1.1/24
B:192.168.2.1/16

1 A与A的24 192.168.1.0
2 B与A的24  192.168.2.0 
3 相比不同,所以不在网段

B--->A 在
1 B与16 192.168.0.0
2 A与16 192.168.0.0
3 相比,相同,所以在网一网段

172.16.0.123/16 A
172.16.0.222/24 B
#它俩在一个网段，可以通讯，跟子网掩码无关

范例：一个主机：172.16.1.100/28

1、此主机所在的网段最多有多少主机?主机数=2^(32-28)-2=14
2、网络ID? IP和子网掩码相与，172.16.1.96
3、此网段的主机中最小的IP：172.16.1.97，最大的IP?172.16.1.110

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