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【大城小我CCNA笔记】IP地址详解

发表于 2014年12月07日 教程版

这篇文章给大家介绍一下IP地址十进制和二进制之间的转换、IP地址的分类、IP子网划分、子网掩码以及公有地址和私有地址等。

[*1*].二进制和十进制之间的转换

IPv4地址使用32位二进制数格式,通常使用点分十进制数来表示,如202.101.123.21,对应的二进制数就是(11001010.01100101.01111011.00010101)下面就来看一下这个二进制和十进制之间是如何转换的:

首先看二进制转十进制:
11001010.01100101.01111011.00010101

第一组二进制是11001010。可以使用 1×2^7+1×2^6+0×2^5+0×2^4+1×2^3+0×2^2+1×2^1+0×2^0=202,后面几组同理,但是这里有一种简便的方法, 因为每组二进制都是8位,而每一位对应的十进制数都是不变的,比如:二进制11111111等于128+64+32+16+8+4+2+1=255,而我 们只要记住这八位从大到小的对应的十进制就可以了(128、64、32、16、8、4、2、1),比如11001001就可以直接得出 (128+64+8+1),10000001=128+1=129,这样就简便了运算。

然后再来看十进制转换二进制:
202.101.123.21

实际上也有简便方法,就是将IP地址对应的十进制数凑成(128、64、32、16、8、4、2、1)可以组合出的那个数,比如202=128+64+8+2,从高位到低位,如果出现这个数字就填1,没有出现这个数字就填0。很容易就能得到11001010。

[*2*].IPv4地址分类

一个IPv4地址主要分为两个部分: 一部分用于标识该地址所属网络号,一部分用于标识该网络中某个特定主机。

* IPv4将IP地址分为5类:

A类:前8位用来标识网络号,后面24位用来标识主机,所以每个A类网络可以有2^24次方个IP地址,全球只有126个A类网 络,2^8-2=126(规定0不允许使用,而127被用作回环测试地址)。A类网络第一个字节十进制范围是1(00000001)- 126(01111110)

B类:前16位用来标识网络号,后16位用来标识主机,第一个字节十进制范围从128(10000000)-191(10111111),全球共有2^14个B类网络,每个B类网络可以容纳2^16个主机。

C类:前24位用来标识网络号,后8位用来标识主机,第一个字节十进制范围从192(11000000)-223(11011111),全球共有2^21个C类网络,每个C类网络的主机数是2^8=256个。

D类:第一个字节十进制范围从224(11100000)-239(11101111),这类地址用于组播,全球共用2^28个组播地址。

E类:第一个字节十进制范围从240-255,科研用网。

* 保留IP地址

每个网络中实际可容纳的主机数量是理论数量减2,这是因为有两个地址被保留:

网络地址——网络位不变,主机位全0的地址,表示网路本身,如192.168.1.0/24
广播地址——网络位不变,主机位全1的地址,表示本网络的广播,如192.168.1.255/24

(/24表示网络位是24位,也就是子网掩码为255.255.255.0)

* 公有地址和私有地址

RFC1918规定了三块专有的地址,作为私有的内部组网使用:

A类:10.0.0.0—10.255.255.255
B类:172.16.0.0—172.31.255.255
C类:192.168.0.0—192.168.255.255

Internet上的路由不会配置这些IP地址,如果有去往这些私有地址的数据包,会被路由丢弃。

[*3*].IP子网划分

* 实例一:

四台PC的IP地址如图,如何让它们之间都可以正常互访?(不考虑防火墙等因素)

【大城小我CCNA笔记】IP地址详解 教程 第1张

分析:A、B、C、D的网络位都是24位(子网掩码255.255.255.0),那么A和B同处在一个子网192.168.1.0,而C和D处在一个子网192.168.2.0,这个时候A和B能够互访,C和D能够互访,而AB和CD之间无法互访。

方法一:将他们改成一个子网,可以将C和D都改成192.168.1.0子网。
方法二:修改四台PC的子网掩码为/22(255.255.252.0),这样他们同处在192.168.0.0子网中。
方法三:将中间的二层交换机换成三层交换机,并将A和B划分到一个VLAN里面,给这个VLAN分配一个IP地址192.168.1.254,将A和B的 默认网关改成192.168.1.254,同时将C和D划分到另外一个VLAN给这个VLAN分配一个IP地址192.168.2.254,将C和D的默 认网关改成192.168.2.254,这样通过三层交换机将两个不同网段连接起来,实现互访。

* 实例二:

某个C类网络地址被某公司申请,网络地址是202.1.1.0/24,该单位有5个部门,每个部门有28台计算机,问:如何将这5个部门分配到不同子网中?

分析: C类地址,前24位是服务商提供,不能改变。所以单位只能调整后8位主机位,有5个部门,所以需要从后8位中借出至少3位(2^3=8)可以分成8个子 网,而剩余的5位(2^5=32)能容纳32-2=30台计算机。这种方式刚好适合5个部门,每个部门只有28台PC的情况。

从主机位中借出三位,网络位变成24+3=27位,子网掩码为 255.255.255.224

借出的三位可以分成如下
000
001
010
011
100
101
110
111

既是:
202.1.1.0/27
202.1.1.32/27
202.1.1.64/27
202.1.1.96/27
202.1.1.128/27
202.1.1.160/27
202.1.1.192/27
202.1.1.224/27

(在Cisco-CCNA考试中默认是不支持全0和全1的子网的,除非特别说明)

单位只有5个部门,在不使用全0和全1的子网的前提下(不使用202.1.1.0/27和202.1.1.224/27),划分如下:

IP范围202.1.1.32-202.1.1.63,子网202.1.1.32,网关202.1.1.33,子网广播202.1.1.63,可用IP从34-62,掩码/27
IP范围202.1.1.64-202.1.1.95,子网202.1.1.64,网关202.1.1.65,子网广播202.1.1.95,可用IP从66-94,掩码/27
IP范围202.1.1.96-202.1.1.127,子网202.1.1.96,网关202.1.1.96,子网广播202.1.1.127,可用IP从97-126,掩码/27
IP范围202.1.1.128-202.1.1.159,子网202.1.1.128,网关202.1.1.129,子网广播202.1.1.159,可用IP从130-158,掩码/27
IP范围202.1.1.160-202.1.1.191,子网202.1.1.160,网关202.1.1.161,子网广播202.1.1.191,可用IP从162-190,掩码/27
IP范围202.1.1.192-202.1.1.223,子网202.1.1.192,网关202.1.1.193,子网广播202.1.1.223,可用IP从194-222,掩码/27 (这一个子网暂时没有使用)

* 实例三:

一台计算机的IP和子网掩码是192.168.1.160/26,问:这台计算机所在子网、子网广播、子网中第一个可用IP、子网中最后一个IP、子网一共有多少IP可用?

其实这个例子在经常划分子网的高手眼里几乎就是一眼能看出来,但是为了让新手朋友能够很好的理解,下面给出一个比较通用的步骤:

【大城小我CCNA笔记】IP地址详解 教程 第2张

可以看到上图中,Host对应的是主机IP的二进制表示,Mask是子网掩码的二进制表示,子网掩码26位,所以主机位全0的就是子网地址 Subnet,换算成十进制就是(192.168.1.128),主机位全1的就是广播地址Broadcast,换算成十进制就是 (192.168.1.191),而子网中第一个IP地址就是(192.168.1.129),最后一个IP地址自然就是 (192.168.1.190),子网中一共2^6-2=62个IP地址可用。

* 实例四:

将下面这组C类IP地址汇总成一条IP地址

192.168.1.1/24
192.168.2.1/24
192.168.3.1/24
192.168.4.1/24

汇总可以减小路由表的大小,汇总的方法就是将需要汇总的IP转换成二进制,将共同的部分取出来,然后在根据共同的部分占用的位数来写出子网掩码。上面的4个IP地址转换成二进制如下:

【大城小我CCNA笔记】IP地址详解 教程 第3张

不难看出,红线前面的部分对于四个IP地址来说是相同的,一共21位,所以这组IP汇总后的IP是(192.168.0.0/21)


本文标题:大城小我CCNA笔记】IP地址详解
本文链接:http://www.xzlrgc.com/index.php/post/718.html
作者授权:除特别说明外,本文由 citywo 原创编译并授权 大城小我 刊载发布。
版权声明:本文不使用任何协议授权,您可以任何形式自由转载或使用。
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留言区
  1. citywo
    citywo, 2016-05-02 10:56:27

    关于IP地址的定义:
    IP地址主要由网络号和主机号组成,使用32位二进制地址格式,为方便记忆将32位二进制分四段,每段8位中间用小数点隔开,再将每8位二进制转换为10进制来表示。

    按网络规模的大小,IP地址空间划分为5个不同的地址类别:
    A类:0xxx xxxx 0-127
    B类:10xx xxxx 128-191
    C类:110x xxxx 192-223
    D类:1110 xxxx 224-239
    E类:1111 0xxx 240-255

    其中A、B、C三类常用,D类用于多点广播,E类保留实验使用。

    IP地址的寻址规则:
       1.网络寻址规则
       A、 网络地址必须唯一。
      
       B、 网络标识不能以数字127开头。在A类地址中,数字127保留给内部回送函数。
      
       C、 网络标识的第一个字节不能为255。数字255作为广播地址。
      
       D、 网络标识的第一个字节不能为“0”,“0”表示该地址是本地主机,不能传送。

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