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一文看懂IP地址:含义、分类、子网划分、查与改、路由器与IP地址

发布时间:2019-11-12 08:10 所属栏目:[教程] 来源:猴哥技术站
导读:本文将结合通俗易懂的图文形式对互联网时代高频一词IP地址做细致的梳理与总结,为广大读者朋友们讲述关于IP地址的故事! 一、IP地址是什么? 21世纪关于网络,人们最长听见的用词之一便是:IP地址!如:电脑的IP地址是多少,路由器怎么设置IP地址,如何修改计

本文将结合通俗易懂的图文形式对互联网时代高频一词—IP地址做细致的梳理与总结,为广大读者朋友们讲述关于IP地址的“故事”!

IP地址

一、IP地址是什么?

21世纪关于网络,人们最长听见的用词之一便是:IP地址!如:“电脑的IP地址是多少”,“路由器怎么设置IP地址”,“如何修改计算机IP地址”,“服务器IP地址是多少”......那么IP地址究竟是什么呢?

1. IP地址解释

IP,英文全写为Internet Protocol,指TCP/IP网络体系中的网际互联协议,工作在OSI模型的网络层(简单了解即可)。

IP地址:IP协议规定了所有连接到互联网中的设备都必须拥有自己唯一的“身份号”—IP地址,网络设备间进行信息交互时,必须在数据报文中设定目标设备的IP地址方能将数据准确传输至目标设备,好比快递必须填写收件人地址,快递员方能根据收件人地址将快递顺利送至收件人处。互联网中的一台网络设备可以拥有多个IP地址,但一个IP地址只能对应一台网络设备,即IP地址具有唯一性:

一文看懂IP地址:含义、分类、子网划分、查与改、路由器与IP地址

IP地址唯一性

了解IP地址是什么之后,我们接着来看IP地址的编写格式。

2. IP地址如何构成

IP地址是一串数字,遵循国际编写规范,共由32位二进制数字0/1组成(关于二进制请参考:一文看懂计算机数据:从每位数永不大于9到二进制0-1),每8位为一组,用圆点隔开。类似身份号码的数据段(6位表示籍贯+8位表示出生年月+3位表示顺序码+1位校验码),IP地址数据分为两个功能段:

★ 网络地址/网络号+主机地址/主机号(共32位),共分为如下五大类,其中A/B/C类为常用IP地址:

  • A类IP地址:8位网络地址+24位主机地址
  • B类IP地址:16位网络地址+16位主机地址
  • C类IP地址:24位网络地址+8位主机地址
  • D类IP地址为组播地址,E类IP地址为保留地址,不做介绍。

一文看懂IP地址:含义、分类、子网划分、查与改、路由器与IP地址

五类IP地址与范围

IP地址编码规范中规定:网络地址和主机地址为全0为本地地址,表示本地网络或主机;网络地址和主机地址为全1为广播地址,表示所有网站都可接收发出的信息,通常这两种IP地址不能作为互联网中的主机IP地址。因此,每类IP地址中除去这两个,可计算出ABC三类IP地址的网络地址数以及每个网络地址中所能容纳的主机数量:

  • A类IP地址:126(2^7-2)个网络地址,可容纳主机 16777214(2^24-2)台
  • B类IP地址:16382(2^14-2)个网络地址,可容纳主机 65534(2^16-2)台
  • C类IP地址:2097150(2^21-2)个网络地址,可容纳主机 254(2^8-2)台

关于IP地址的分类(A-E),子网划分,主机容量计算,子网掩码与IP地址、子网地址、网络地址的关系等内容详见下节!

二、IP地址分类与子网划分

本节内容要求读者具备二进制知识,可参考:一文看懂计算机数据:从每位数永不大于9到二进制0-1 那么下面将为大家详细介绍IP地址的分类与子网划分等技术内容!

美国互联网信息中心(InterNIC)统一管理全球的IP地址,并规定所有加入互联网的网络设备必须向其申请IP地址或者向当地的信息中心申请IP地址。当然,如果只是在局域网中通信,便可以根据实际需要灵活的设计IP地址机制。下面为大家介绍一种简单的局域网IP地址划分方案——子网掩码编址:

一文看懂IP地址:含义、分类、子网划分、查与改、路由器与IP地址

子网掩码示例

1. 子网掩码:由除主机地址之外的所有位均为1构成。

前文中我们已经详细介绍了IP地址的组成方式:网络地址+主机地址,在上图中的子网掩码编址方案中,为了更灵活的分配主机数量,便将B类IP地址原本16位的主机地址进一步的划分为了:子地址掩+新主机地址,这样就形成了网络地址+子网地址+主机地址的三级IP地址格式,并定义了子网掩码来实现三级寻址。为了让大家更清楚其中的机制,我们将通过实际案例来详细说明。

2. 大学IP地址三级寻址案例介绍

其实一个组织或者机构向当地NIC申请的IP地址都是网络地址,获得网络地址后,那么该网络地址对应的所有IP地址都将被互联网视为本机构或组织内的网络设备,如:

某所大学共有四个学院,学校向当地信息中心申请了一个B类网络地址—128.1.0.0,即学校所有主机的IP地址都在128.1.0.0~128.1.255.255范围内,学校计划采用三级寻址方式将申请到的IP地址分为四个子网分配给对应的学院使用,那么如何划分呢?

从前文我们已经知道B类IP地址中网络地址和主机地址各占16位,所以信息中心给该院校分配的IP地址对应的:

  • 网络地址为:128.1 等价于 10000000.00000001
  • 主机地址为:0.0~255.255 等价于 000000000.00000000~11111111.11111111

我们已经知道三级寻址要求将主机地址进一步划分为:子网地址+新主机地址,学校要求划分四个子网给四个学院,那么我们从原主机地址中划出两位(00,01,10,11)即可构成四个子网,那么新的三级IP地址结构对应的:

  • 网络地址为:128.1 等价于 10000000.00000001
  • 子网地址为:0~3 等价于00~11
  • 新主机地址(14位):0000000.00000000~111111.11111111
  • 子网掩码为:255.255.192.0 等价于 11111111.11111111.11000000.00000000

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