网络相关积累-基于IPV4

柔光的暖阳◎ 2022-06-01 09:13 124阅读 0赞

> 本文基于 IPV4

*  IPV4 地址长度  
    IPV4 地址总共4个字节，即32位二进制数
 *  网络地址(net\_id)和主机地址 (host\_id)的概念  
    IPV4 地址总共有4个字节，组成方式为 网络地址+主机地址。网络地址用于区分不同的网落，主机地址表示该局域网下的具体的主机。二者依靠`子网掩码`进行与运算进行区分。
    
    > 注意：根据 IPV4 对网络的分类，网络地址并不是必须的，比如 D 类和 E类就没有网络地址一说，所以也就没有子网掩码这一说了。
 *  子网掩码  
    相同的IPV4 IP 可能是不同网络中的不同主机，原因就在于网络地址和主机地址的区分。
    
    > 比如 IPV4 IP地址的四个字节在下面这种情况（网-一个字节的网络地址；主-一个字节的主机地址）：  
    > 网+主+主+主  
    > 网+网+主+主
    
    子网掩码是全1+全零的组合，长度也是 32 位，通过和 IP 地址与运算（全1得1，否则得0）可以得到网络地址。
    
    > IPV4 地址 11000000 00000000 00000001 00000001  
    > 子网掩码 11111111 11111111 00000000 00000000  
    > 与运算可得：  
    > 网络地址为 11000000 00000000  
    > 主机地址为 00000001 00000001
 *  默认网关和网关  
    在路由寻址的过程中，不同网络中的主机是无法直接通信的，这个时候我们需要指定本网络中的一个网络地址作为代表和外界进行通信，这就是默认网关，就是本网络中的一个 IP地址。  
    网关是一种设备，不同的网络通过网关来进行沟通，网关可以是路由器、交换机等。
    
    > 举例子：PC 把信息交给`默认网关`,默认网关是路由器（网关）和 PC 交互的地址，有路由器负责将信息传递给其他网络。
 *  CIDR  
    无类别域间路由，用于路由寻址，是一种 IPV4 地址分配完毕后出现的一种缓解 ip 数不足的措施，它不考虑 ip 所属的分类，同时简化了路由寻址的负担。
 *  保留地址  
    一些特殊的ip地址。有些保留地址可以作为ip使用，有些保留ip只能作为网络标识，还有一些保留ip未指定具体功能。保留地址的网络只能在内部进行通信，而不能与其他网络互连。因为本网络中的保留地址同样也可能被其它网络使用，如果进行网络互连，那么寻找路由时就会因为地址的不唯一而出现问题。
 *  IPV4 的5类IP
    
    ###### 分类基本概况 ######
    
    > 事实上，有很多资料将主机地址中全0和全1的去除，但是这不表示这类地址没有归属，当然，如果我们讨论的问题变为你可以为你本机分配的 ip 分类展示的话，我会考虑那种方式。所以我选择了将之保留的版本，并将这些特殊ip在下面单独进行说明。
    
    <table> 
     <thead> 
      <tr> 
       <th>类别</th> 
       <th>前缀位</th> 
       <th>网络地址位数</th> 
       <th>主机地址位数</th> 
       <th>起始地址</th> 
       <th>结束地址</th> 
       <th>默认子网掩码</th> 
       <th>对应CIDR修饰</th> 
      </tr> 
     </thead> 
     <tbody> 
      <tr> 
       <td>A</td> 
       <td>0</td> 
       <td>8位</td> 
       <td>24位</td> 
       <td>0.<code>0.0.0</code></td> 
       <td>127.<code>255.255.255</code></td> 
       <td>255.0.0.0</td> 
       <td>/8</td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td>B</td> 
       <td>10</td> 
       <td>16</td> 
       <td>16</td> 
       <td>128.0.<code>0.0</code></td> 
       <td>191.255<code>.255.255</code></td> 
       <td>255.255.0.0</td> 
       <td>/16</td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td>C</td> 
       <td>110</td> 
       <td>32</td> 
       <td>8</td> 
       <td>192.0.0.<code>0</code></td> 
       <td>223.255.255.<code>255</code></td> 
       <td>255.255.255.0</td> 
       <td>/32</td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td>D</td> 
       <td>1110</td> 
       <td>无此概念</td> 
       <td>无此概念</td> 
       <td>224.0.0.0</td> 
       <td>239.255.255.255</td> 
       <td>未定义</td> 
       <td>/4</td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td>E</td> 
       <td>1111</td> 
       <td>无此概念</td> 
       <td>无此概念</td> 
       <td>240.0.0.0</td> 
       <td>255.255.255.255</td> 
       <td>未定义</td> 
       <td>/4</td> 
      </tr> 
     </tbody> 
    </table>
    
    ###### 特殊IP-保留地址 ######
    
    \-`0.0.0.0`:保留地址，表示所有不清楚的主机和目的网络，这里的不清楚是指在本机的路由表里没有特定条目指明如何到达。  
    \-`255.255.255.255`:保留地址，`有限广播地址`，用于本网广播，向该地址发送信息，本同 net\_id 下所有ip都会收到。一般用于不清楚所处网段的时候，部分设备有使用限制，导致广播失败，所以建议直接使用`直接广播地址`。  
    \-`net_id不为0，host_id全为1`：保留地址，`直接广播地址`，比如 `192.255.255.255`。用于本网广播，向该地址发送信息，本同 net\_id 下所有ip都会收到。  
    \-`net_id 不为0 host_id 全为0`：保留地址，仅表示网络，比如`127.0.0.0`,`192.0.0.0` 不能作为 ip 地址看待。  
    \-`127.0.0.0 到 127.255.255.255`:保留地址，用做循环测试使用，除了 `127.0.0.0`和`127.255.255.255`，`127.X.X.X`都表示本机自己。
    
    > 到这里可以理解 `主机地址(host_id)` 全0 用于作为网段标识，`主机地址（host_id）` 全1用于作为本网段的`直接广播地址`，都不能作为具体主机的ip！
    
    \-`10.0.0.0到10.255.255.255`:保留地址，属于A类地址，在互联网上不使用，而被用在局域网络中的地址,即私有地址。  
    \-`172.16.0.0到172.31.255.255`:保留地址，属于B类地址，在互联网上不使用，而被用在局域网络中的地址,即私有地址。  
    \-`192.168.0.0到192.168.255.255`:保留地址，属于C类地址，在互联网上不使用，而被用在局域网络中的地址,即私有地址。  
    \-`169.254.0.0到169.254.255.255`:保留地址，属于B类地址，如果你的IP地址是自动获取IP地址，而你在网络上又没有找到可用的DHCP服务器，这时你将会从169.254.0.1到169.254.255.254中临时获得一个IP地址。
    
    > 到这里可以理解A、B、C类地址都有私有地址。A类`10.0.0.0到10.255.255.255`、B类`172.16.0.0到172.31.255.255`、C类`192.168.0.0到192.168.255.255`

> 参考  
> [https://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%88%86%E7%B1%BB%E7%BD%91%E7%BB%9C][https_zh.wikipedia.org_wiki_E5_88_86_E7_B1_BB_E7_BD_91_E7_BB_9C]  
> [https://jingyan.baidu.com/article/86fae346b7e6603c49121ae0.html][https_jingyan.baidu.com_article_86fae346b7e6603c49121ae0.html]  
> [https://baike.baidu.com/item/%E7%A7%81%E6%9C%89%E5%9C%B0%E5%9D%80/727338?fr=aladdin][https_baike.baidu.com_item_E7_A7_81_E6_9C_89_E5_9C_B0_E5_9D_80_727338_fr_aladdin]  
> [https://zhidao.baidu.com/question/42946534.html][https_zhidao.baidu.com_question_42946534.html]

[https_zh.wikipedia.org_wiki_E5_88_86_E7_B1_BB_E7_BD_91_E7_BB_9C]: https://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%88%86%E7%B1%BB%E7%BD%91%E7%BB%9C
[https_jingyan.baidu.com_article_86fae346b7e6603c49121ae0.html]: https://jingyan.baidu.com/article/86fae346b7e6603c49121ae0.html
[https_baike.baidu.com_item_E7_A7_81_E6_9C_89_E5_9C_B0_E5_9D_80_727338_fr_aladdin]: https://baike.baidu.com/item/%E7%A7%81%E6%9C%89%E5%9C%B0%E5%9D%80/727338?fr=aladdin
[https_zhidao.baidu.com_question_42946534.html]: https://zhidao.baidu.com/question/42946534.html