前言

自己学习相关知识的时候比较零碎,想到什么就看什么,于是就想到要把这些东西整理出来,主要是写有关IP地址、子网划分、超网等概念,后面想到什么别的还会再补充。

IP地址

关于IP地址的具体定义这边就不详细说明了,不知道的可以自己去百度(毕竟IP不知道的话可能这个笔记看着也没啥帮助-_-)这边就简单讲一下IPv4和IPv6的区别。

IPv4和IPv6的区别

IPv4和IPv6是是目前使用的两种Internet协议版本,IPv4理论上共有42亿可用,但由于编码、分配等等问题,实际上有很多是不可使用的,因此地址的分配也变得紧张,也因此引入了IPv6的概念。两者之间存在一定差异,例如功能、地址空间的数量等。

格式

IPv4协议具有32位(4字节)地址长度,IPv6协议具有128位(16字节)地址长度

配置方式

IPv4需要手动配置,IPv6可以自动配置,是对DHCP协议的改进和扩展

性能

IPv6简化了路由,加快了路由速度,且IPv6的QoS相比有了进一步的优化

安全

在IPv6中加入了关于身份验证、数据一致性和保密性的内容,更加安全

此外还有一些其他方面的区别,这里就不一一赘述

IP地址的类别

IP地址主要分为A、B、C、D、E五类,其中D类用于组播,E类用来研究,A、B、C三类是我们现用的,其中B、C类用的居多,下图中粉色部分为网络地址,黄色部分为主机地址。

A、B、C三类的区分

A、B、C三类的区分是按照网络号的前几位进行区分。

A类首位为0,因此A类IP地址从00000000~01111111,即从从1.0.0.0 到126.255.255.255。可用的A类网络有126(2^7-2)个,每个网络能容纳16777214(2^24-2)个主机。其中127开头为本机的环回地址,一般为127.0.0.1

B类首位为10,IP地址从10000000~10111111地址范围从128.0.0.0到191.255.255.255。可用的B类网络有16383(2^14-1)个,每个网络能容纳65534(2^16-2)台主机

C类首位为110,IP地址从11000000~11011111地址范围从192.0.0.0到.223.255.255。可用的C类网络有2097151(2^21-1)个,每个网络能容纳254(2^8-2)台主机

子网掩码

子网掩码是用来决定了某个IP地址的网络号与主机号是什么,IP地址需要搭配子网掩码使用的。通过子网掩码和IP地址做与运算,来确定IP地址中的网络地址和主机地址。
例如写一个B类地址132.2.1.1,子网掩码是255.255.0.0,即可得到132.2为网络号,1.1为主机号,也有写成132.2.1.1/16的形式,即表示子网掩码中有16位为1,结果同上

特殊的IP地址

127.0.0.1

本地环回地址

169.254.x.x

在DHCP服务器故障,或者DHCP超时,不致于设备没有IP而造成连接不上而分配给主机的,但是不能正常上网,需要手动或重新自动分配IP

保留的私网地址

10.x.x.x
172.16.x.x ~ 172.31.x.x
192.168.0.x ~ 192.168.255.x

子网划分

定义

每类的IP地址进一步分成更小的网络,通过子网掩码进行分辨。若不进行划分,所有的主机处于同一广播域下,这样节点数就会过多,有很多IP地址没有分配出去导致浪费。通过子网划分使得IP地址更好的利用,同时也能简化管理和提高性能。

方法

通过增加子网掩码中1的位数,使得网络号的位数随之增加,从而将原来的网络分为若干个彼此隔离的子网,每个网中,第一个IP地址(即主机部分全部为0的IP)和最后一个IP(即主机部分全部为1的IP)不能分配给主机使用,所以每个子网的可用IP地址数为总IP地址数量减2(不能全为0或者全为1)。例如需要划分5~8个子网,则需要用3位来进行区分(2^3=8),以C类为例,则子网掩码为255.255.255.224(11111111.11111111.11111111.11100000),可使用的IP地址有30(2^(8-3)-2)个。

超网

定义

超网是把一些小网络组合成一个大网络,用来解决路由列表超出现有软件和管理人力的问题以及提供B类网络地址空间耗尽的解决办法。由于人们更倾向于用B类地址,并在里面进行子网划分,导致B类地址紧缺,而C类地址能使用的地址过少,于是就采用了超网的方式进行合并,将多个连续的C类的网络地址聚合起来映射到一个物理网络上。

方法

例如两台IP分别为192.168.0.1/24和192.168.1.1/24的计算机之间要通信,但不处于同一网段,则需要用路由器转发通信。若合并网段,将子网掩码左移一位,则不需要经过路由器转发。合并之后网络部分变为前23位。

合并规律

不是任何连续的网段都能合并,子网掩码往左移动相应位数后,网络部分保持相同才能合并。判断连续的2个网段是否能够合并,只要第一个网络号能被2整除,就能够通过左移1位子网掩码合并。判断连续的4个网段是否能够合并,只要第一个网络号能被4整除,就能够通过左移2位子网掩码合并。依次类推,要想判断连续的8个网段是否能够合并,只要第一个网络号能被8整除,这8个连续的网段就能够通过左移3位子网掩码合并。


目之所及,心之所向,永生难忘