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IP地址与子网掩码总结,网络号、主机号、网络地址、主机地址实例分析

2016-09-14 09:09 447 查看
IP地址与子网掩码总结

题目总结:

使用ip地址和子网掩码确定网络地址和主机号
根据子网数,设计子网掩码,使用2的幂次方,从IP地址的主机位借几位作为网络位
知道子网主机数,求需要的IP地址,主机数+3。(网关地址、网络地址、广播地址)
知道子网掩码,计算主机数。2的幂次方主机号的位数,减2.(网络地址、广播地址)
一、IP地址与网络分类

1. IP地址 

不同的物理网络技术有不同的编址方式;不同物理网络中的主机,有不同的物理网络地址。网间网技术是将不同物理网络技术统一起来的高层软件技术。网间网技术采用一种全局通用的地址格式,为全网的每一网络和每一主机都分配一个网间网地址,以此屏蔽物理网络地址的差异。

IP协议提供一种全网间网通用的地址格式,并在统一管理下进行地址分配,保证一个地址对应一台网间网主机(包括网关),这样物理地址的差异被IP层所屏蔽。IP层所用到的地址叫做网间网地址,又叫IP地址。它由网络号和主机号两部分组成,统一网络内的所有主机使用相同的网络号,主机号是唯一的。

IP地址是一个32为的二进制数,分成4个字段,每个字段8位。

2. 三类主要的网络地址

我们知道,从LAN到WAN,不同种类网络规模相差很大,必须区别对待。因此按网络规模大小,将网络地址分为主要的三类,如下:

A类: 

0 1 2 3 8 16 24 

310网络号主机号 

B类: 

10网络号主机号 

C类: 

110网络号主机号

A类地址用于少量的(最多27个)主机数大于216的大型网,每个A类网络可容纳最多224台主机;B类地址用于主机数介于28~216之间数量不多不少的中型网,B类网络最多214个;C类地址用于每个网络只能容纳28台主机的大量小型网,C类网络最多221个。

除了以上A、B、C三个主类地址外,还有另外两类地址,如下: 

D类: 

1 1 1 0多目地址

E类: 

1 1 1 1 0留待后用 

其中多目地址(multicast address)是比广播地址稍弱的多点传送地址,用于支持多目传输技术。E类地址用于将来的扩展之用。

3. TCP/IP规定网络地址

除了一般地标识一台主机外,还有几种具有特殊意义的特殊形式。

*广播地址

TCP/IP规定,主机号全为“1”的网络地址用于广播之用,叫做广播地址。所谓广播,指同时向网上所有主机发送报文。

*有限广播

前面提到的广播地址包含一个有效的网络号和主机号,技术上称为直接广播(directed boradcasting)地址。在网间网上的任何一点均可向其他任何网络进行直接广播,但直接广播有一个缺点,就是要知道信宿网络的网络号。

有时需要在本网络内部广播,但又不知道本网络网络号。TCP/IP规定,32比特全为“1”的网间网地址用于本网广播,该地址叫做有限广播地址(limited broadcast address)。

*“0”地址

TCP/IP协议规定,各位全为“0”的网络号被解释成“本”网络。

*回送地址

A类网络地址127是一个保留地址,用于网络软件测试以及本地机进程间通信,叫做回送地址(loopback address)。无论什么程序,一旦使用回送地址发送数据,协议软件立即返回之,不进行任何网络

传输。

TCP/IP协议规定,一、含网络号127的分组不能出现在任何网络上;二、主机和网关不能为该地址广播任何寻径信息。由以上规定可以看出,主机号全“0”全“1”的地址在TCP/IP协议中有特殊含义,不能用作一台主机的有效地址。 

二、子网掩码

1. 子网TCP/IP网间网技术产生于大型主流机环境中,它能发展到今天的规模是当初的设计者们始料未及的。网间网规模的迅速扩展对IP地址模式的威胁并不是它不能保证主机地址的唯一性,而是会带来两方面的负担:第一,巨大的网络地址管理开销;第二,网关寻径急剧膨胀。其中第二点尤为突出,寻径表的膨胀不仅会降低网关寻径效率(甚至可能使寻径表溢出,从而造成寻径故障),更重要的是将增加内外部路径刷新时的开销,从而加重网络负担。

因此,迫切需要寻求新的技术,以应付网间网规模增长带来的问题。仔细分析发现,网间网规模的增长在内部主要表现为网络地址的增减,因此解决问题的思路集中在:如何减少网络地址。于是IP网络地址的多重复用技术应运而生。通过复用技术,使若干物理网络共享同一IP网络地址,无疑将减少网络地址数。

子网编址(subnet addressing)技术,又叫子网寻径(subnet routing),英文简称subnetting,是最广泛使用的IP网络地址复用方式,目前已经标准化,并成为IP地址模式的一部分。

一般的,32位的IP地址分为两部分,即网络号和主机号,我们分别把他们叫做IP地址的“网间网部分”和“本地部分”。子网编址技术将本地部分进一步划分为“物理网络”部分和“主机”部分,如图:

网间网部分物理网络主机

|←网间网部分→|←────本地部分─────→| 

其中“物理网络”用于标识同一IP网络地址下的不同物理网络,既是“子网”。

2. 子网掩码IP协议标准规定:每一个使用子网的网点都选择一个32位的位模式,若位模式中的某位置1,则对应IP地址中的某位为网络地址(包括网间网部分和物理网络号)中的一位;若位模式中的

某位置0,则对应IP地址中的某位为主机地址中的一位。例如位模式:

11111111 11111111 11111111 00000000中,前三个字节全1,代表对应IP地址中最高的三个字节为网络地址;后一个字节全0,代表对应IP地址中最后的一个字节为主机地址。这种位模式叫做子网模(subnet mask)或“子网掩码”。

为了使用的方便,常常使用“点分整数表示法”来表示一个IP地址和子网掩码,例如B类地址子网掩码(11111111 11111111 1111111100000000)为:

255.255.25.0 IP协议关于子网掩码的定义提供一种有趣的灵活性,允许子网掩码中的“0”和“1”位不连续。但是,这样的子网掩码给分配主机地址和理解寻径表都带来一定困难,并且,极少的路由器支持在子网中使用低序或无序的位,因此在实际应用中通常各网点采用连续方式的子网掩码。像255.255.255.64和255.255.255.160等一类的子网掩码不推荐使用。

3. 子网掩码与IP地址 子网掩码与IP地址结合使用,可以区分出一个网络地址的网络号和主机号。

例如:有一个C类地址为:

192.9.200.13其缺省的子网掩码为:

255.255.255.0则它的网络号和主机号可按如下方法得到:

①将IP地址192.9.200.13转换为二进制11000000 00001001 11001000 00001101

②将子网掩码255.255.255.0转换为二进制11111111 11111111 11111111 00000000

③将两个二进制数逻辑与(AND)运算后得出的结果即为网络部分

11000000 00001001 11001000 00001101 AND 11111111 11111111 11111111 00000000

11000000 00001001 11001000 00000000结果为192.9.200.0,即网络号为192.9.200.0。

④将子网掩码取反再与IP地址逻辑与(AND)后得到的结果即为主机部分

11000000 00001001 11001000 00001101 AND 00000000 00000000 00000000 11111111=

00000000 00000000 00000000 00001101结果为0.0.0.13,即主机号为13。

4. 子网掩码与IP地址子网掩码与IP地址结合使用,可以区分出一个网络地址的网络号和主机号。

例如:有一个C类地址为:

192.9.200.13 其缺省的子网掩码为:

255.255.255.0 则它的网络号和主机号可按如下方法得到:

①将IP地址192.9.200.13转换为二进制11000000 00001001 11001000 00001101 

②将子网掩码255.255.255.0转换为二进制11111111 11111111 11111111 00000000

③将两个二进制数逻辑与(AND)运算后得出的结果即为网络部分

11000000 00001001 11001000 00001101 AND 11111111 11111111 11111111 

00000000 11000000 00001001 11001000 00000000结果为192.9.200.0,即网络号为192.9.200.0。

④将子网掩码取反再与IP地址逻辑与(AND)后得到的结果即为主机部分

11000000 00001001 11001000 00001101 AND 00000000 00000000 00000000 

11111111 00000000 00000000 00000000 00001101 结果为0.0.0.13,即主机号为13。

三、子网划分与实例根据以上分析,建议按以下步骤和实例定义子网掩码。

1、将要划分的子网数目转换为2的m次方。如要分8个子网,8=23。

2、取上述要划分子网数的2的m次方的幂。如23,即m=3。

3、将上一步确定的幂m按高序占用主机地址m位后转换为十进制。如m为3 则是11100000,转换为十进制为224,即为最终确定的子网掩码。如果是C类网,则子网掩码为255.255.255.224;如果是B类网,则子网掩码为255.255.224.0;如果是C类网,则子网掩码为255.224.0.0。

在这里,子网个数与占用主机地址位数有如下等式成立:2m=n。其中,m表示占用主机地址的位数;n表示划分的子网个数。根据这些原则,将一个C类网络分成4个子网。若我们用的网络号为192.9.200,则该C类网内的主机IP地址就是192.9.200.1~192.9.200.254(因为全“0”和全“1”的主机地址有特殊含义,不作为有效的IP地址),现将网络划分为4个部分,按照以上步骤:

4=22,取22的幂,即2,则二进制为11,占用主机地址的高序位即为11000000,转换为十进制为192。这样就可确定该子网掩码为:192.9.200.192,4个子网的IP地址范围分别为:

二进制十进制 

① 11000000 00001001 11001000 00000001 

11000000 00001001 11001000 00111110 

192.9.200.1 

192.9.200.62 

② 11000000 00001001 11001000 01000001 

11000000 00001001 11001000 01111110 

192.9.200.65 

192.9.200.126 

③ 11000000 00001001 11001000 10000001 

11000000 00001001 11001000 10111110 

192.9.200.129 

192.9.200.190 

④ 11000000 00001001 11001000 11000001 

11000000 00001001 11001000 11111110 

192.9.200.193 

192.9.200.254 

在此列出A、B、C三类网络子网数目与子网掩码的转换表,以供参考。

A类: 

子网数目      占用位数        子网掩码         子网中主机数

  2              1         255.128.0.0      8,388,606

  4              2         255.192.0.0      4,194,302

  8              3         255.224.0.0      2,097,150

 16              4         255.240.0.0      1,048,574

 32              5         255.248.0.0      524,286

 64              6         255.252.0.0      262,142

 128             7         255.254.0.0      131,070

 128             8         255.255.0.0      65,534

B类: 

子网数目      占用位数       子网掩码          子网中主机数 

   2             1        255.255.128.0        32766

   4             2        255.255.192.0        16382

   8             3        255.255.224.0        8190

  16             4        255.255.240.0        4094

  32             5        255.255.248.0        2046

  64             6        255.255.252.0        1022

  128            7        255.255.254.0        510

  256            8        255.255.255.0        254

C类: 

子网数目    占用位数          子网掩码               子网中主机数

  2           1            255.255.255.128             126

  4           2            255.255.255.192             62

  8           3            255.255.255.224             30

 16           4            255.255.255.240             14

 32           5            255.255.255.248             6

 64           6            255.255.255.252             2

IP地址、网管地址、子网掩码、网络号、主机号、网络地址、主机地址

2012-11-23 15:47 16015人阅读 评论(4) 收藏 举报

 分类:
计算机网络(7) 

IP地址:4段十进制,共32位二进制,如:192.168.1.1 二进制就是:11000000|10101000|00000001|00000001

子网掩码可以看出有多少位是网络号,有多少位是主机号: 255.255.255.0 二进制是:11111111 11111111 11111111 00000000

网络号24位,即全是1 主机号8位,即全是0

129.168.1.1 /24 这个、24就是告诉我们网络号是24位,也就相当于告诉我们了子网掩码是:11111111 11111111 11111111 00000000即:255.255.255.0

172.16.10.33/27 中的/27也就是说子网掩码是255.255.255.224 即27个全1 ,11111111 11111111 11111111 11100000

一、根据IP地址和子网掩码求 网络地址 和 广播地址:

       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、根据子网掩码可以知道网络号有多少位,主机号有多少位!

255.255.255.224 转二进制:11111111 11111111 11111111 11100000

网络号有27位,主机号有5位

网络地址就是:把IP地址转成二进制和子网掩码进行与运算(逻辑乘法:0&0=0;0&1=0;1&0=0;1&1=1 )

11001010 01110000 00001110 10001001

IP地址&子网掩码

11001010 01110000 00001110 10001001

11111111 11111111 11111111 11100000

------------------------------------------------------

11001010 01110000 00001110 10000000

即:202.112.14.128 

广播地址:网络地址的主机位有5位全部变成1 ,10011111 即159 即:202.112.14.159

主机数:2^5-2=30

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二、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。比如一个子网有10台主机,那么对于这个子网需要的IP地址是: 

10+1+1+1=13 

注意:加的第一个1是指这个网络连接时所需的网关地址,接着的两个1分别是指网络地址和广播地址。因为13小于16(16等于2的4次方),所以主机位为4位。而 

256-16=240 

所以该子网掩码为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=17 

17.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 

在没有路由器地状况下,两个网络之间是不能进行TCP/IP通讯地,即使是两个网络连接在同一台交换机(或集线器)上,TCP/IP协议也会依据子网掩码(255.255.255.0)断定两个网络中地主机处在不同地网络里。而要完成这两个网络之间地通讯,则必需通过网关。


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三、 IP地址为128•36•199•3 子网掩码是255•255•240•0。算出网络地址、广播地址、地址范围、主机数。

1)将IP地址和子网掩码换算为二进制,子网掩码连续全1的是网络地址,后面的是主机地址,虚线前为网络地址,虚线后为主机地址

2)IP地址和子网掩码进行与运算,结果是网络地址

3)将运算结果中的网络地址不变,主机地址变为1,结果就是广播地址

4) 地址范围就是含在本网段内的所有主机

网络地址+1即为第一个主机地址,广播地址-1即为最后一个主机地址,由此可以看出

地址范围是: 网络地址+1 至 广播地址-1

128.36.11000111.00000011

&255.255.11110000.00000000

-----------------------------------------------

128.36.11000000.00000000即:网络地址128.36.192.0 广播地址:128.36.11000000.00000000把主机位有12个零换成1变成:

128.36.11001111.11111111 即:128.36.207.255

本例的网络范围是:128•36•192•1 至 128•36•207•254

5) 主机的数量

主机的数量=2^二进制位数的主机-2

主机的数量=2^12-2=4094

减2是因为主机不包括网络地址和广播地址。

从上面两个例子可以看出不管子网掩码是标准的还是特殊的,计算网络地址、广播地址、地址数时只要把地址换算成二进制,然后从子网掩码处分清楚连续1以前的是网络地址,后是主机地址进行相应计算即可。

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四、206 110 4 0/18被划分成16个子网,每个子网掩码?

(划分成16个子网,根据子网掩码/18就表示有18个1,就要从的IP地址的主机位借4位来用作网络位!)

子网掩码是255.255.252.0

每个子网可以容纳的主机数是1024台。

下面我来给你详细解答:

206.110.1.0 /18 由最后的那个/18,我们可以知道这个IP已经规定了它的网络位是18位,它默认的子网掩码就是11111111.11111111.11 | 000000.00000000(其中1代表网络位,0代表主机位)

可以看出我们可以操作的位数就是后面的14个0,也就是说我们可以在地面划分出几位作为子网的网络位,进而来划分子网。要求是切分成16个子网,我们知道2的4次方刚好等于16,这就说明子网网络位的位数是4位,那14-4=10就是子网的主机位。所以上面我写的那串二进制就可以变成:11111111.11111111.111111 | 00.00000000(其中1代表网络位,0代表主机位)

换算成十进制就是:255.255.252.0 每个子网可容纳的主机数就是2的10次方,即1024
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