计算机网络——IP地址与划分子网

IP地址

1、IP地址表示

对主机和路由器来说,IP地址用32位二进制代码表示,每八位分为一段,每段间用空格隔开,

例如:10000000 00001011 00000011 00011111

为了方便记忆我们也可以用点分十进制表示,例如128.11.3.31

2、IP地址组成

32位的IP地址采用两级结构,其由两个字段组成,第一个字段为网络号,第二个字段为主机号,两个字段加起来一共有32位,假设网络号有n位,则主机号为(32-n)位。

3、IP地址分类

IP地址可分为A类,B类,C类,D类,E类地址,前三类为单播地址(最常用),D类为多播地址

信息主要在下图中

4、子网掩码

子网掩码也称为地址掩码,A、B、C类地址都有默认的子网掩码

子网掩码的用处

IP地址与子网掩码进行与运算,可以得到网络地址。

划分子网

1、介绍

两级IP地址有很多弊端,将IP地址划分子网后就升级成了三级IP地址

其中子网号是从原来的二级IP地址中的主机号划分出来的,如若划分4个子网,因为2^2=4,则要从原来的主机号位要借出两位来划分子网。

三级IP地址的子网掩码,网络号和子网号全为1,主机号全为0,

2、例题

下面是一个划分子网的两个例题:

1、某A类网络20.0.0.0的子网掩码为255.244.0.0,请确定可以划分子网的个数,写出每个子网的子网号:

解析:其为A类网络,默认的子网掩码为255.0.0.0,而题中给出子网掩码为255.244.0.0,所以第二个字节的244就是子网号,11100000,则子网号占了为前三位,后五位0属于主机号,2^3=8,则子网个数就是8,对于每个子网号后面的主机号为从00000~111111,除去全0,全1则有效的范围为00001~11110

2、某公司申请到的网络地址为192.3.2.0,现要分给5个公司,最大的一个子公司有28台计算机,每个子公司在一个子网中,则

(1)子网掩码为多少?

(2)5个子公司的网络地址为分别是多少?

解析:根据192.3.2.0,可以判断出来其为C类地址,因为需要5个子网,假设子网号为n位,则应从第四个字节中分出n位,应满足2^n>=5,求出n=3,则子网号为三位,还剩5位为主机号,可以分的有效主机数为2^5-2=30>28,则可以满足需求,因此子网掩码应为255.255.255.244

无分类编制CIDR

1、组成

无分类编址不再考虑一个IP地址属于哪一类地址,其由网络前缀和主机号组成,这里的n不是固定的可以为0~32中的任意数

 2、记法

无分类编址采用"斜线记法"也称"CIDR记法",斜线后面是网络前缀所占的位数,例128.14.128.7/21则二进制中前21位为网络前缀,后11位为主机位​.

我们将前缀n=32位的称为主机路由,前缀n=31的IP地址常用于点对点链路,前缀n=0的称为默认路由

3、地址块

CIDR把网络前缀都相同的所有连续的IP地址组成一个“CIDR”地址块,一个CIDR地址块包含的IP地址数目,取决于网络前缀的位数,例如:128.14.35.7/20,我们可以知道其地址所在地址块的最大最小地址。

则这个IP地址的主机位为(32-20)位,则其地址块的IP地址有2^12个,除去主机位全(0)和全(1),则可指派地址数为(2^12-2)个

4、子网掩码

CIDR记法,斜线后面的数字即为地址掩码中1的个数,例如/20地址块子网掩码为11111111.11111111.11110000.00000000,与前面所说的子网掩码一样,将IP地址与子网掩码进行与运算,可以得到网络地址例如

IP地址为128.14.35.7/20求其网络地址:

                                128      .       14      .      35      .      7  

二进制IP地址       10000000 00001110 00100011 00000111

地址掩码              11111111  11111111    11110000 00000000


按位AND运算       10000000 00001110 00100000 00000000 

网络地址                 128   .      14      .         32       .    0          

5、构造超网

CIDR的用途之一就是构造超网。使用CIDR地址块后,网络路由器中的路由表项可以表示很多个传统IP地址的路由信息,相当于把若干个网络合并为一个超网来进行路由。这种地址的聚合称为路由聚合,也称为构造超网。如何将多个路由进行聚合

将下面几个路由进行聚合

192.168.0.0           192.168.1.0            192.168.2.0                 192.168.3.0

解析:将这四条路由进行路由聚合,首先将所要聚合的部分变成比特位

192.168.00000000.0

192.168.00000001.0

192.168.00000010.0

192.168.00000011.0

由此查看,第三部分的前六位是相同的,所以网络号为8+8+6=22,而00000000的十进制位是0,所以聚合后的IP地址为192.168.0.0/22

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