认识信号与光纤、数制转换、IP划分

一、信号与光纤

1.1 信号

信号：信息、信号、数据

信号分为数字信号、模拟信号。

信号在传输过程中产生失真原因：噪声、衰减（信号弱）

数字信号的优势：抗干扰能力强、传输距离远并能保证质量

中继器：过滤噪声，放大信号功率

1.2 光纤

光纤的特点：传输带宽高，传输‘距离远，抗干扰能力强

光脉冲在光纤中的传输是利用了光的全反射原理

光纤分类：单模光纤、多模光纤

1.2.1 光纤的特点

1.2.2 双绞线的连接规范：

一般有用的是1、2、3、6号（接收、发送）

1.3 无线传输

无线传输介质：无线电波、微波、红外线、激光等

无线电波：在自由空间（空气和真空）传播的射频频段的电磁波

传播特性：频率越低，传播损耗越小，覆盖距离越远

​ 频率越高，系统容量越大，覆盖距离越远

无线电波根据传播特性分类：地波传播、天波传播、直线传播

二、数制转换

2.1 单位换算

我们一般说的百兆、千兆网络单位是bps（比特率，即位/秒，bit/s）。比如我们说网卡或光纤的传输速度是百兆，也就是100Mbps的意思。而在实际应用中（讯雷等下载工具）使用的传输单位是字节/秒（Byte/s)。

8bit=1byte

1024byte=1KB

1024KB=1MB

1024MB=1GB

1024GB=1TB

1024TB=1PB

1024PB=1EB

1024EB=1ZB

1024ZB=1YB

2.2 数制转换

2.2.1 计算机进制

十进制数（Decimal number)

（1010) ₁₀，1010D，1010

八进制数（Octal number）

（1010）₈，1010O

二进制数（Binary number)

(1010)₂，1010B

十六进制数（Hexadecimal number)

(1010)₁₆，1010H，0X1010

在数制中，还有一个规则，就是N进制必须是逢N进一。

十进制数的特点是逢十进一。例如：

加图

2.2.2 数制转换

十进制转换成二进制：

方法一：余数倒排

方法一	余数倒排
125/2	不能除尽	1
62/2	除尽	0
31/2	不能除尽	1
15/2	不能除尽	1
7/2	不能除尽	1
3/2	不能除尽	1
1/2	不能除尽	1
0
125=1111101B

方法二：相减满1

二进制数转换成八进制数：3位一转换

二进制数转换成十六进数：4位一转换

八位二进制数

10101000	168
10101100	172

三、IP划分

3.1 IP 地址

3.1.1 认识IP

IPv4由32位二进制数组成，一般用点分十进制来表示

IPv6由128位组成，一般用冒号分十六进制来表示

IPv4地址由两部分组成：网络部分（NETWORK）、主机部分(HOST)

例如：192.168.0.25

网络部分：192.168.0

主机部分：25

3.1.2 IPv4私有网络地址和公有网络地址

公有网络地址是指在互联网上全球唯一的IP地址。2019年11月26日，是人类互联网时代值得纪念的一天，全球近43亿个IPv4地址已正式耗尽。

IP地址分为A、B、C、D、E五类：

A类地址范围：(0xxxxxxx)， 1.0.0.1~126.255.255.254

A类地址=网络部分+主机部分+主机部分+主机部分

（有类边界）默认子网掩码位/8，即255.0.0.0

---

B类地址范围：（10xxxxxx), 128.0.0.1~191.255.255.254

B类地址=网络部分+网络部分+主机部分+主机部分

（有类边界）默认子网掩码位/16，即255.255.0.0

---

C类地址范围：（110xxxxx), 192.0.0.1~223.255.255.254

C类地址=网络部分+网络部分+网络部分+主机部分

（有类边界）默认子网掩码位/24，即255.255.255.0

---

D类地址范围：（1110xxxx), 224.0.0.1~239.255.255.254

用于组播通信的地址

---

E类地址范围：（11110xxx), 240.0.0.1~255.255.255.254

用于科学研究的保留地址

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以127开头的IP地址都代表本机（广播地址127.255.255.255除外），127.0.0.1为本机回环地址

169.254.0.0~169.254.255.255 DHCP服务失效时分配的地址

DHCP服务是自动获取IP服务

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私有网络

私有网络地址是指内部网络或主机的IP地址，IANA（互联网数字分配机构）规定将下列IP地址保留用作私网地址，不在Internet 上被分配，可在一个单位或公司内部使用。RFC1918中规定私有地址如下：

A类私有地址：10.0.0.0~10.255.255.255 /8

B类私有地址：172.16.0.0~172.31.255.255 /12

C类私有地址：192.168.0.0~192.168.255.255 /16

3.2 32个二进制位子网掩码

3.2.1 “相与”

子网掩码对应IP地址的网络部分用1表示

​ 对应IP地址的主机部分用0表示

如： 255.240.0.0/12

​ 转换成二进制 11111111.11110000.00000000.00000000

​ 子网掩码 11111111.11110000.00000000.00000000

IP地址和子网掩码作”与“运算得到网络地址

0和任何数相与都等于0

1和任何数相与都等于任何数本身

例：

192.168.1.189/26

11000000.10101000.00000001.10111101 IP地址

111111111.111111111.111111111.11000000 子网掩码

得：

11000000.10101000.00000001.10000000 网络地址

即：

192.168.1.128

将主机部分位全部置1得到广播地址

广播地址把得到的网络地址中的子网掩码的后0位都变成1

11000000.10101000.00000001.10111111 广播地址

192.168.1.191

3.3子网划分

例：10.0.0.0/8

网段组成：网络地址，可用IP，广播地址

例：192.168.1.189/24

网络号：192.168.1.0

可用IP：192.168.1.1~192.168.1.254

广播地址：192.168.1.255

总结：

子网数=2^n，其中n为子网部 分位数，例：/26 ，n=26-24=2

主机数（可用IP）=2^N-2，其中N为主机部分位数:N=32-26

192.168.1.189/26

11000000.10101000.00000001.10111101 IP地址

​ (子网部 分位数为加粗位置 26-24)

192.168.1.0	/24	/25	/26	/27	/28	/29	/30	/31	/32
子网掩码	0	128	192	224	240	248	252	254	255
子网个数	1	2	4	8	16	32	64	128	256
IP数量	256	128	64	32	16	8	4	2	1
可用IP	254	126	62	30	14	6	2	1	1

192.168.1.100/32   表示为一个固定IP