关于IP地址的一些相关知识点

左手的ㄟ右手 2023-03-01 03:25 22阅读 0赞

### 目录 ###

*   *  IP地址
     *   *   *  写法
             *  分类
             *  范围
             *  掩码
             *  子网划分
             *  作业
             *  特殊的ip地址
             *   *  广播地址
                 *  网络地址
                 *  组播地址

## IP地址 ##

互联网协议地址，又译为网际协议地址。  
标识终端在Internet中的访问位置

#### 写法 ####

IP地址是一个32位二进制数（但是用十进制描述）的地址,由4个8位字段组成，每个字段之间用点号隔开,用于标识TCP/IP宿主机。

#### 分类 ####

A、B、C、D、E 五类

#### 范围 ####

**A类范围**：`规定第一位取0，其余为取任意值`

0 0000000.00000000.00000000.00000000 	-> 0.0.0.0
     0 1111111.11111111.11111111.11111111 	-> 127.255.255.255

但是又规定127.0.0.1 - 127.255.255.255被取出用作本地’回环地址’，不属于任何一个有类别地址类。它代表设备的本地虚拟接口，所以默认被看作是永远不会宕掉的接口。用于测试本地网络服务是否正常

所以A类的实际范围是：**0.0.0.0 - 126.255.255.255**

**B类范围**：`规定前两位取10，其余为取任意值`

10 000000.00000000.00000000.00000000 	-> 128.0.0.0
    10 111111.11111111.11111111.11111111 	-> 191.255.255.255

范围：**128.0.0.0 - 191.255.255.255**

**C类范围**：`规定前三位取110，其余为取任意值`

110 00000.00000000.00000000.00000000 	-> 192.0.0.0
    110 11111.11111111.11111111.11111111 	-> 223.255.255.255

范围：**192.0.0.0 - 223.255.255.255**

**D类范围**：`规定前四位取1110，其余为取任意值`

1110 0000.00000000.00000000.00000000 	-> 224.0.0.0
    1110 1111.11111111.11111111.11111111 	-> 239.255.255.255

范围：**224.0.0.0 - 239.255.255.255**

**E类地址范围**  
剩下的都是E类，一般用作科研和实验使用

#### 掩码 ####

ip地址是由网络位+主机位=32

**默认情况**下，都会存在掩码  
掩码的作用：`用于区分ip地址中到底哪一位是网络位，哪一位是主机位`

**默认情况**：  
A类地址的掩码：255.0.0.0 -> /8  
B类地址的掩码：255.255.0.0 -> /16  
C类地址的掩码：255.255.255.0 -> /24

**注意**：以上ip地址的分类均是以IPv4为基础

#### 子网划分 ####

**背景**：为什么要子网划分

a、实现网络具有层次化
    b、可以节省ipv4地址
    c、便于管理和消除不必要的隐患[广播风暴的产生]

**什么叫广播风暴**\[一般发生在数据链路层居多\]

广播数据充斥网络无法处理，并占用大量网络带宽，导致正常业务不能运行，甚至彻底瘫痪，就发生了“广播风暴”

**私有地址**：从ipv4地址中取出一段，用于企业、学校、组织等机构使用的私有类地址  
形如：192.168.1.1

A类私有地址：10.0.0.0 - 10.255.255.255/8  
B类私有地址：172.16.0.0 - 172.31.255.255/12  
C类私有地址：192.168.0.0 - 192.168.255.255/24

#### 作业 ####

1、请测试192.168.10.1/16和192.168.30.1/24这两个ip地址是否能够通信

网络地址：标识着这个ip地址所处的网段  
计算网络地址：将ip地址和掩码进行相与运算  
与运算的法则：\[相当于乘法\]  
a、0和任何数相与为0  
b、1和任何数相与为任何数本身

**192.168.10.1/16**  
`11000000.10101000.00001010.00000001 & 11111111.11111111.00000000.00000000`

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

11000000.10101000.00000000.00000000 -> 192.168.0.0/16 网络地址

**192.168.30.1/24**  
`11000000.10101000.00011110.00000001 & 11111111.11111111.11111111.00000000`

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

11000000.10101000.00011110.00000000 -> 192.168.30.0/24 网络地址

所以不在同一网段，不能直接通信

2、以**179.36.211.156/26**为例：求出网络地址、广播地址、可划分的子网数、子网段是那些、可用ip地址数是多少  
如何知道多个ip地址是否能够正常通信

**网络地址**：ip地址和掩码进行相与运算

将179.36.211.156/26转换成二进制
    10110011.00100100.11010011.10011100 & 11111111.11111111.11111111.11000000    = 10110011.00100100.11010011.10000000 -> 179.36.211.128[网络地址]

**广播地址**：将ip地址的主机位，全部置为1

179.36.211.156->10110011.00100100.11010011.10011100 ->	10110011.00100100.11010011.10111111 -> 179.36.211.191[广播地址]

**可划分的子网数**：\[根据公式计算\]

2^N[N代表网络位向主机位借的位数]
    		=>2^[26-16]=1024

**可用ip地址数**：

2^n-2[n代表主机的位数，-2代表排除网络地址、广播地址]
    		=> 2^[32-26]-2=62

可用的子网段：  
179.36.0.0  
179.36.0.64  
179.36.0.128  
179.36.0.192  
179.36.0.255  
179.36.1.0  
179.36.1.64  
…

#### 特殊的ip地址 ####

##### 广播地址 #####

很多局域网都定义了一个特殊的保留地址, 称为广播地址. 当信息头中目的地址域的内容为广播地址时, 该帧被局域网上所有计算机接收. 这个过程称为广播.  
        合法的广播地址就是主机的网络地址加上最大的主机号。  
        在使用TCP/IP 协议的网络中，主机标识段host ID 为全1 的IP 地址为广播地址，广播的分组传送给host ID段所涉及的所有计算机。例如，对于10.1.1.0 （255.255.255.0 ）网段，其广播地址为10.1.1.255 （255 即为2 进制的11111111 ），当发出一个目的地址为10.1.1.255 的分组（封包）时，它将被分发给该网段上的所有计算机。

##### 网络地址 #####

网络地址（Network address）则是互联网上的节点在网络中具有的逻辑地址，可对节点进行寻址。IP地址是在互联网上给主机编址的方式，为每个计算机分配一个逻辑地址，这样不但能够对计算机进行识别，还能进行信息共享。

##### 组播地址 #####

一个节点发送的数据包会被以太网泛洪，导致每一个以太网网卡接口都会收到这个数据包。接口收到数据包后，不是马上交给节点CPU处理，而是进行MAC地址比较。  
        网卡接口除了硬件MAC地址 (unicast MAC)，还有组播MAC地址 (multicast MAC)。  
        接口收到数据包，会把此包的目的MAC地址 和自己的MAC地址比较，如果数据包的目的MAC地址和接口的MAC地址一样，它就接受，把数据包交给计算机，否则就把数据包丢弃。  
        当然，如果此包是的目的MAC地址与接口的组播地址相同，同样也会接受此包。这样，局网内这个组群的所有成员，都会收到送往该组群的组播包。  
…