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IP 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

IP 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,同一个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)几类主要的网络地址

因特网上的主机和路由器都有一个IP 地址,它包括网络号和主机号。没有也不允许两台机器有相同的IP 地址。所有的IP 地址都是32位

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(容纳主机数目不同等)。因此按网络规模大小,将网络地址分为五类,如下:

,

A 类地址:最高位总是设置为0,允许最多有126个网络(2^7-2),每个网络可有1600多万个主机(2^32-2台);

B 类地址:最高2位总是设置为10,允许最多有16384(2^14)个网络,每个网络可有65534个主机;

C 类地址:最高3位总是设置为110,允许最多有200多万个网络,每个网络可有254个主机。

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 类地址:最高位总是设置为1110,用于组播组。此类地址没有表示网络和主机的位,它是比广播地址稍弱的多点传送地址

E 类地址:最高位总是设置为11110,用于将来的扩展之用。

(3)TCP/IP中规定的特殊网络地址

*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。

*“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

所有形如127.x.y.z 的A 类地址都保留作回路(loopback )测试,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,用来为网络软件查错,不进行任何网络传输,叫做回送地址(loopback address )。

在每一类地址中还有一些内部保留的私有IP 地址供用户的内部局域网使用。

如:10.x.y.z ,172.16.y.z ~ 172.31.y.z ,192.168.y.z 。用户在其内部局域网中使用这些地址不会与因特网发生冲突。

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)什么是子网掩码

子网掩码不能单独存在,它必须结合IP 地址一起使用。子网掩

,

码只有一个作用,就是将某个IP 地址划分成网络地址和主机地址两部分。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 。

(2)子网掩码的设定

子网掩码的设定必须遵循一定的规则。与IP 地址相同,子网掩码的长度也是32位,左边是网络位,用二进制数字“1”表示;右边是主机位,用二进制数字“0”表示。

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

(3)网络地址与主机地址的计算

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 得出11000000 00001001 11001000 00000000,转换十进制结果为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 )后得出结果为00000000 00000000 00000000 00001101转换十进制结果为0.0.0.13,即主机号为13。

(4)子网的划分(子网掩码的计算)

对于无须再划分成子网的IP 地址来说,其子网掩码非常简单,即按照其定义即可写出:如某B 类IP 地址为 10.12.3.0,无须再分割子网,则该IP 地址的子网掩码为255.255.0.0。如果它是一个C 类地址,则其子网掩码为 255.255.255.0。

但是有时候我们需要把主机位拿一部分出来做为网络地址,这个时候,我们该如何计算IP 的子网掩码呢?下面我们讲2种方法:

方法一:利用需要的子网数来计算

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) 将所需要划分的子网数目转化为二进制来表示

2) 取得该二进制的位数,为 N

3) 取得该IP 地址的类子网掩码,将其主机地址部分的的前N 位设置 1 即得出该IP 地址划分子网的子网掩码。

例子:如欲将B 类IP 地址168.195.0.0划分成27个子网:

,

1)27=11011

2) 该二进制为五位数,N = 5

3) 将B 类地址的子网掩码255.255.0.0的主机地址前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。 方法二:利用每个子网所拥有的主机数来计算

1) 将主机数目转化为二进制来表示

2) 如果主机数小于或等于254(注意去掉保留的两个IP 地址),则取得该主机的二进制位数,为 N ,且 N<8。如果大于254,则 N>8,这就是说主机地址将占据不止8位。

3) 将该IP 地址的子网掩码全部置1,然后从后向前的将N 位全部置为 0,即为子网掩码值。

如欲将B 类IP 地址168.195.0.0划分成若干子网,每个子网内有主机700台:

1) 700=1010111100

2) 该二进制为十位数,N = 10

3) 将该B 类地址的子网掩码全部置 1,得到255.255.255.255 然后再从后向前 将后

11111111.11111111.11111100.00000000 10位设置0, 即为:

,

即255.255.252.0。这就是该欲划分成主机为700台的B 类IP 地址 168.195.0.0的子网掩码。

三、网关

顾名思义,网关(Gateway )就是一个网络连接到另一个网络的“关口”。按照不同的分类标准,网关也有很多种。TCP/IP协议里的网关是最常用的,在这里我们所讲的“网关”均指TCP/IP协议下的网关。

那么网关到底是什么呢?大家都知道,从一个房间走到另一个房间,必然要经过一扇门。同样,从一个网络向另一个网络发送信息,也必须经过一道“关口”,这道关口就是网关。

网关实质上是一个网络通向其他网络的IP 地址。比如有网络A 和网络B ,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。在没有路由器的情况下,两个网络之间是不能进行TCP/IP通信的,即使是两个网络连接在同一台交换机(或集线器)上, TCP/IP协议也会根据子网掩码(255.255.255.0)判定两个网络中的主机处在不同的网络里。而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B 向网络A 转发数据包的过程也是如此。

所以说,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。那么这个IP 地址是哪台机器的IP 地址呢?网关的IP 地址是具有路由功能的设备的IP 地址,具有路由功能的设备有路由器、启用了路由协议的服务器(实质上相当于一台路由器)、代理服务器(也相当于一台路由器)。

四、DNS

DNS 全名叫 Domain Name Server,中文俗称“域名服务器”,它是寻找Internet 域名并将它转化为IP 地址的系统。

那什么是域名呢?在网上辨别一台电脑的方法是利用 IP 地址,但是 IP 用数字表示,没有特殊的意义,很不好记,因此,我们一般会为网上的电脑取一个有某种含义又容易记忆的名字,这个名字我们就叫它域名。 例如:对著名的YAHOO !搜索引擎来说,一般使用者在浏览这个网站时,都会输入http://www.yahoo.com,很少有人会记住这台Server 的 IP 是多少?所以http://www.yahoo.com就是

,

YAHOO! 站点的 域名。

当使用者在浏览器中输入Domain Name 后,浏览器必须先到一台有 Domain Name 和 IP 对应信息的主机(离它最近的 DNS Server 去做辨认)去查询这台电脑的 IP ,而这台被查询的主机,我们称它为 Domain Name Server ,简称 DNS ,域名解析就是将域名重新转换为IP 地址的过程。一个域名只能对应一个IP 地址,而多个域名可以同时被解析到一个IP 地址。域名解析需要由专门的域名解析服务器(DNS)来完成。

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