子网掩码之简述 与 IP使用中的CIDR无类别编址

子网掩码之简述

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什么是IP地址?
人们为了通信方便给每一台计算机都事先分配一个类似电话号码一样的标识地址,即IP地址。
根据TCP/IP协议,IP地址由32位二进制数组成,而且在INTERNET范围内是唯一的。
如:某IP地址为11000000 10101000 00001010 00000010
为了方便记忆,人们把32位的IP地址分成四段,每段8位,中间用小数点“.”隔开,然后再将每8位二进制换成十进制,即192.168.10.2

IP地址的分类
就像电话号码一样分为区号和具体号码一样,我们把IP地址分为两个部分:网络标识和主机标识。
网络标识
同一物理网络上的所有主机都用同一个网络标识,网络上每一个主机都有一个主机标识与其对应。
主机标识
即为某个网络中特定的计算机号码。
例:一个主机服务器的IP地址为192.168.10.2,其中
网络标识为192.168.10.0
主机标识为2

IP地址共占4个字节32位,其一部分为网络标识,另一部分为主机标识。由于网络中所包含的计算机数量可能不一样多,人们按照网络规模的大小把IP地址按3种方法来划分,分别是:
1,A类IP地址
在IP地址的4段号码中,第1段为网络标识,其余3段为主机标识。也就是说:A类IP地址由1字节的网络标识和3字节的主机标识组成。
网络地址的最高位必须是0,网络标识的长度为7位,主机标识的长度占24位。
A类IP网络地址数量较多,适用于大型网络,可用主机数达1600万多台。
2,B类IP地址
在IP地址的4段号码中,前2段为网络标识,后2段为主机标识。也就是说:B类IP地址由2字节的网络标识和2字节的主机标识组成。
网络地址的最高位必须是10,网络标识的长度为14位,主机标识的长度为16位。
B类IP网络地址适用于中等规模网络,可用主机数达6万多台。
3,C类IP地址
在IP地址的4段号码中,前3段为网络标识,最后1段为主机标识。也就是说:C类IP地址由3字节的网络标识和1字节的主机标识组成。
网络地址的最高位必须是110,网络标识的长度为21位,主机标识的长度为8位。
C类IP网络地址数量较少,适用于小型局域网络,可用主机数最多254台。

另外,TCP/IP协议规定,凡IP地址中的第一个字节以11110开始的地址叫 多点广播地址 。因此,任何第一个字节大于223小于240的IP地址是多点广播地址;IP地址中凡是以11110的地址都将留着作为特殊用。

IP地址的寻址规则
1.网络寻址规则
A、网络地址必须唯一。
B、网络标识不能以数字127开头。在A类地址中,数字127保留给内部回送函数(127.1.1.1用于回路测试)。
C、网络标识的第一个字节不能为255。数字255作为广播地址。
D、网络标识的第一个字节不能为“0”,“0”表示该地址是本地主机,不能传送。
2.主机寻址规则
A、主机标识在同一网络内必须是唯一的。
B、主机标识的各个位不能都为“1”,如果所有位都为“1”,则该机地址是广播地址,而非主机的地址。
C、主机标识的各个位不能都为“0”,如果各个位都为“0”,则表示“只有这个网络”,而这个网络上没有任何主机。

子网掩码简述
子网掩码也是一个32位地址,其作用是:
用于屏蔽IP地址的一部分以区分网络标识和主机标识,并说明该IP地址是在局域网上,还是在远程网上。
只有同在一个子网中的主机才能互相通讯联系,否则就要通过特殊手段了。

例1:设IP地址为192.168.10.2,子网掩码为255.255.255.240,那么子网掩码是怎样来区分网络标识和主机标识的呢。
答:
用“与”运算。将十进制转换成二进制进行与运算
IP地址:11000000 10101000 00001010 00000010
子网掩码:11111111 11111111 11111111 11110000
AND运算:
--------------------------
11000000 10101000 00001010 00000000
则可得其网络标识为192.168.10.0,主机标识为2。

例2:设设IP地址为192.168.10.5,子网掩码为255.255.255.240
用“与”运算。将十进制转换成二进制进行与运算
IP地址:11000000 10101000 00001010 00000101
子网掩码:11111111 11111111 11111111 11110000
AND运算:
--------------------------
11000000 10101000 00001010 00000000
则可得其网络标识为192.168.10.0,主机标识为5。

从以上两个例子可以得出,只要有一个IP地址和以上的子网掩码运算后得到192.168.10.0,那么这些IP地址就在同一个子网中。

如果比较熟悉二进制的朋友就会发现,由于掩码最后一段为11110000,所以,在前三段都一样的情况下,只要主机标识的前四位都为0,所得到的IP地址必在同一个子网中。而且也不难算出,在255.255.255.240这样一个子网掩码下,最多只有16台主机在同一子网中。
由此可得出,经常在局域网中见到的子网掩码255.255.255.0,最多也只能有255台主机在同一子网中。

VLSM(可变长掩码)
3类IP地址默认的子网掩码分别为255.0.0.0、255.255.0.0和255.255.255.0。但这难免会浪费一些IP地址。
就拿C类IP地址的默认掩码来说,可以有253台主机共在一个子网中(除去全为1和0的,见上IP地址的寻址规则)。
假设申请了一个C类IP地址:192.168.10.*,那么IP地址从192.168.10.1到192.168.10.254都在一个子网,假设现在只有13台主机,那么就会浪费240台主机了。
但如果有VLSM就不同了。上述例子中的255.255.255.240就是这一种,根据我们刚才的运算,它只会有14台可用主机(除去全为0和1的)。
在使用该子网掩码255.255.255.240时:
IP地址为192.168.10.1到192.168.10.15在同一子网中,其网络标识为192.168.10.0;
而IP地址为192.168.10.16或1923168.10.18就不在上面的子网中,其网络标识为192.168.10.16。

*以上转自 蓝色理想经典论坛http://www.blueidea.com/bbs

*本人补充 : AND与运算规则 1与1为1 1与0为0 0与1为0 0与0为0

二进制与十进转换请参考汇编书籍等。。

*以下内容来自 思科网苑 http://www.academy.net.cn/cathedra/talkIP.htm

重点内容在 CIDR无类别编址 呵呵。。

浅谈IP地址的使用
颜 凯,中国教育和科研计算机网(CERNET)西南地区网络中心系统运行部主任,同时也是电子科技大学思科网络技术学院的资深讲师

近几年来,计算机网络迅猛发展,基于IP协议的Internet已发展成为当今世界上规模最大,并拥有最多用户、最多资源的一个超大型计算机网络。IP协议也因此成为事实上的工业标准,IP网络也成为计算机网络的主流。

一、Internet 中的IP地址

IP地址标识了IP网络中的一个通信实体,一台主机可以有多个IP地址。IP分组中的IP源/目的地址在网络传输过程中保持不变,因而总是由确定的源通信实体送往指定的目的通信实体。

从网络的层次结构考虑,

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