自己在学习网络通信的这个过程中,渐渐的对网络的一些基本知识,有了一种了解,突然想把这里的一些基本的问题,进行下总结,也给自己留个笔记。
(1)IP
首先来说说ip地址吧,IP地址是指互联网协议地址(Internet Protocol Address,又译为网际协议地址),是IP Address的缩写。IP地址的作用很简单,就像是我们每个人的家庭住址都有个门牌号码一样,你在整个的互联网环境下,别人怎么能够找到你呢,肯定找不到,然后就要知道你的唯一标识。这就产生了IP地址的概念,而IP地址主要分为两类,一类是IPV4,用4个字节32位来表示地址,而IPV6用128个位来表示IP地址。现在普遍使用的是IPv4地址。今天也会重点说下IPV4.IPV4地址是一个32位的二进制数,通常被分割为4个“8位二进制数”(也就是4个字节)。IP地址通常用“点分十进制”表示成(a.b.c.d)的形式,其中,a,b,c,d都是0~255之间的十进制整数。例:点分十进IP地址(100.4.5.6),实际上是32位二进制数(01100100.00000100.00000101.00000110),
IP地址编址方案:IP地址编址方案将IP地址空间划分为A、B、C、D、E五类,其中A、B、C是基本类,D、E类作为多播和保留使用。将IP地址分成了网络号和主机号两部分,设计者就必须决定每部分包含多少位。网络号的位数直接决定了可以分配的网络数(计算方法2^网络号位数-2);主机号的位数则决定了网络中最大的主机数(计算方法2^主机号位数-2)。如下图所示:
IP地址的范围如下:
类别 网络号 /占位数 主机号 /占位数用途
A 1~126 / 80~255 0~255 1~254 / 24 国家级
B 128~191 0~255 / 160~255 1~254 / 16 跨过组织
C 192~223 0~255 0~255 / 24 1~254 / 8企业组织
我们在日常的生活中使用的IP地址主要是C类。
下面用个图片表示下更清晰
(2)同一网段
所谓的同一个网段,就是两个IP地址的网络标识完全相同,一般会有这样的结论,就是如果两个ip 的前三个字节相同,那么就是同一个网段,但是这个并不是准确的,这个要结合子网掩码来看,因为我们C类地址的子网掩码默认是255.255.255.0 如果使用这个子网掩码的话,应该刚才的结论就是对的,如果不是,就可能不正确了。判断是否是同一个网段,就要计算下。 例子:两个ip 地址分别是 211.95.165.24和211.95.164.78他们的子网掩码是255.255.254.0,那么这俩个IP是否在同一个子网里呢。 子网掩码255.255.254.0,现在分别将上述两个IP地址分别与掩码做与运算,如下所示: 211.95.165.24 11010011 01011111 10100101 00011000 255.255.254.0 11111111 11111111 111111110 00000000 与的结果是: 11010011 01011111 10100100 00000000 211.95.164.78 11010011 01011111 10100100 01001110 255.255.254.0 11111111 11111111 111111110 00000000 与的结果是: 11010011 01011111 10100100 00000000 可以看出,得到的结果(这个结果就是网络地址)都是一样的,因此可以判断这两个IP地址在同一个子网。(3)子网掩码
子网掩码这个概念是不能单独存在的,他是伴随着IP地址而存在的,他的目的是来对IP地址中的网络位和主机位进行区分的,对于这个A类B类C类的IP地址默认的子网掩码如下所示: 255.0.0.0 255.255.0.0255.255.255.0 在使用默认子网掩码的时候,划分出的网络位数和主机位数很好看了,就不用再过多的说明了。 but 随着互连网应用的不断扩大,原先的IPv4的弊端也逐渐暴露出来,即网络号占位太多,而主机号位太少,所以其能提供的主机地址也越来越稀缺,而且IPV4就是有4段数字,每一段最大不超过255。由于互联网的蓬勃发展各项资料显示全球IPv4位址可能在至间全部发完(实际情况是在2月3日IPv4位地址分配完毕)。这个时候让我们想到了变量的作用域的作用,大家想下,我们在学校里上学,不是也有不同班级里的名字有重复的情况吗,而且我们在不同学校里的也有相同的高一一班啊,但是也没有乱啊,而是大家都能区分开的,这就是变量的作用域的意思,我们在一个小范围内部不重复就可以了,比如一个班级里,如果有两个人名,而且把人名作为唯一的标识,那么肯定就会出现重复识别不了的问题,但是如果两个班级内重复就无所谓了。 通常都对一个高类别的IP地址进行再划分,以形成多个子网,提供给不同规模的用户群使用。这里主要是为了在网络分段情况下有效地利用IP地址, 通过对主机号的高位部分取作为子网号,从通常的网络位界限中扩展或压缩子网掩码,用来创建某类地址的更多子网。但创建更多的子网时,在每个子网上的可用主机地址数目会比原先减少。如下图所示: 最后做三道题:
1.我们看一个考试中常见的题型:一个主机的IP地址是202.112.14.137,掩码是255.255.255.224,要求计算这个主机所在网络的网络地址和广播地址。
1.我们看一个考试中常见的题型:一个主机的IP地址是202.112.14.137,掩码是255.255.255.224,要求计算这个主机所在网络的网络地址和广播地址。
这个很好做,我的方法不一定是最简单的,先看子网掩码,一看不是那种默认的子网掩码,224到256还差了32个,
255.255.255.224的掩码所容纳的IP地址有256-224=32个(包括网络地址和广播地址),那么也就是说它的主机号占了5位。或者直接计算224的二进制表示形式是 11100000 所以他是把主机位的前三位扩展成了网络位。 所以这个主机的所在的网络的网络地址是 202.112.14+128(137二进制形式的前三位有效 再把低位全部置0------100 00000)
然后再计算广播地址,202.112.14+159(137二进制形式的前三位有效 再把低位全部置0------100 11111)
2.还有一种题型,要你根据每个网络的主机数量进行子网地址的规划和计算子网掩码。这也可按上述原则进行计算。给你分配一个C类IP段,192.168.72.0比如一个子网要有10台主机,那么对于这个子网需要的子网掩码地址是多少:
这个要考虑清楚,虽然是10个主机,但是你得加上 3 ,1个是全0 一个是全1 一个是网关地址。
所以现在就有13个地址,所以只能选择三个二进制位不够,4个二进制位,那就是主机位占4位,那么高四位变成了 网络位。子网掩码就是11111111.11111111.11111111.11110000=255.255.255.240。
如果一个子网有14台主机,不少人常犯的错误是:依然分配具有16个地址空间的子网,而忘记了给网关分配地址。这样就错误了,因为:14+1+1+1=1717大于16,所以我们只能分配具有32个地址(32等于2的5次方)空间的子网。这时子网掩码为:255.255.255.224
14+1+1+1=1717大于16,所以我们只能分配具有32个地址(32等于2的5次方)空间的子网。这时子网掩码为:255.255.255.224
3.根据子网数进行计算
在求子网掩码之前必须先搞清楚要划分的子网数目,以及每个子网内的所需主机数目。1)将子网数目转化为二进制来表示2)取得该二进制的位数,为 N3)取得该IP地址的类子网掩码,将其主机地址部分的前N位置1 即得出该IP地址划分子网的子网掩码。如欲将B类IP地址168.195.0.0划分成27个子网:1)27=110112)该二进制为五位数,N = 53)将B类地址的子网掩码255.255.0.0的主机地址前5位置1(B类地址的主机位包括后两个字节,所以这里要把第三个字节的前5位置1),得到 255.255.248.0即为划分成27个子网的B类IP地址 168.195.0.0的子网掩码(实际上是划成了32-2=30个子网)。
(4)默认网关
四. 默认网关(地址)什么是网关?
(可以联想下海关?什么是海关?)
连接两个不同的网络的设备都可以叫网关设备;网关的作用就是实现两个网络之间进行通讯与控制。
网关设备可以是 交互机(三层及以上才能跨网络)、路由器、启用了路由协议的服务器、代理服务器、防火墙等
网关地址就是网关设备的IP地址。
假设我们有两个网络:
网络A的IP地址范围为“192.168.1.1~192.168.1.254”,子网掩码为255.255.255.0
网络B的IP地址范围为“192.168.2.1~192.168.2.254”,子网掩码为255.255.255.0 要实现这两个网络之间的通信,则必须通过网关。
如果网络A中的主机发现数据包的目的主机不在本地网络中,就把数据包转发给它自己的网关,再由网关转发给网络B的网关,网络B的网关再转发给网络B的某个主机(如附图所示)。网络A向网络B转发数据包的过程。只有设置好网关的IP地址,TCP/IP协议才能实现不同网络之间的相互通信。
默认网关
一台主机可以有多个网关。默认网关的意思是一台主机如果找不到可用的网关,就把数据包发给默认指定的网关,由这个网关来处理数据包。现在主机使用的网关,一般指的是默认网关。
扩展:自动设置默认网关
自动设置就是利用DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol, 动态主机配置协议)服务器来自动给网络中的计算机分配IP地址、子网掩码和默认网关 。
一旦网络的默认网关发生了变化时,只要更改了DHCP服务器中默认网关的设置,那么网络中所有的计算机均获得了新的默认网关的IP地址。这种方法适用于网络规模较大、TCP/IP参数有可能变动的网络。