網絡基礎知識

一、簡介

?? ?? IP地址由四段組成，每個字段是一個字節，即4個字節、? 每個字節有8位，最大值是255(=256：0~255)。

????? 全世界范圍是唯一的?32 位（4個字節 * 8位）的標識符。

????? IP地址由兩部分組成，即網絡地址和主機地址，二者是主從關系：

????????????????????????? 1. 網絡號 net-id，它標志主機（或路由器）所連接到的網絡，網絡地址表示其屬于互聯網的哪一個網絡

????????????????????????? 2.主機號 host-id，它標志該主機（或路由器），主機地址表示其屬于該網絡中的哪一臺主機。

????? 兩級的 IP 地址可以記為： ??IP 地址 ::= { <網絡號>, <主機號>} ??

????? 簡而言之就是：IP地址 = 網絡號+主機號

?

二、點分十進制記法：

?????? IPv4的地址長度為32位，共4個字節，但實際中我們用點分十進制記法。

?

三、IP分類

?????? IP地址 = 網絡號+主機號。?

????? 分為A、B、C三類及特殊地址D、E。???

?????? 全0和全1的都保留不用。

?

? A類：
?????? 地址范圍：1.0.0.1-126.255.255.254 (0000 0001.00000000.00000000.00000000~01111110.111111111.11111111.11111110）

?????? 地址范圍：1.0.0.0-126.255.255.255 （這種寫法是把全0全1都算進去了，其它幾類類似）

?????? 網絡號范圍： 1~126??????????????????????? （0000 0001 ~ 0111 1110）

?????? 默認子網掩碼：255.0.0.0 或? 0xFF000000（十六進制）

?????? 私有號段：10.0.0.0-10.255.255.255

??? ?? 前1個字節(8位)為網絡號，后3個字節(24位)為主機號。

?????? A類第1位必須是0。

?????? 最大網絡數：????? 126個

?????? 最大主機數：

?????? 全0全1的地址不可分配，作為保留地址。 上面減2也是這個原因。

?????? 一般用于大型網絡。

? B類：
?????????? 地址范圍：128.1.0.1-191.255.255.254?

????????? 網絡號范圍：128.1 ~ 191.255

?????? ??? 默認子網掩碼：255.255.0.0 或 0xFFFF0000(十六進制)

????????? 私有號段：172.16.0.0-172.31.255.255

????????? 前2個字節(16位)為網絡號，后2個字節(16位)為主機號。

????????? 前兩位固定為10。

??????? ? 最大網絡數：

????????? 最大主機數：

????????? 一般用于中等規模網絡。

? C類：
??????????? 地址范圍：192.0.1.1-223.255.255.254

??????????? 網絡號段范圍：192.0.1 ~ 223.255.255

??????????? 子網掩碼：255.255.255.0 或? 0xFFFFFF00 (十六進制)

??????????? ?私有號段：192.168.0.0-192.168.255.255

???????????? 前3個字節(24位)為網絡號，后1個字節(8位)為主機號。

?????????? ? 前3位固定為110。

???????????? 最大網絡數：

???????????? 最大主機數：

??????????? 一般用于小型網絡。

? D類：
???????? 地址范圍：224.0.0.1-239.255.255.254

???????? 是多播地址。該類IP地址的最前面為“1110”，所以地址的網絡號取值于224~239之間。

???????? 一般用于多路廣播用戶 。

? E類：
???????? 是保留地址。該類IP地址的最前面為“1111”，所以地址的網絡號取值于240~255之間。

? 回送地址：
????????? 127.x.x.x ?????? 有的資料說，它屬于A類。

????????? 如127.0.0.1? 等效于localhost或本機IP。? 一般用于測試使用。

????????? 例如：ping 127.0.0.1來測試本機TCP/IP是否正常。http://127.0.0.1:8080 等效 http://localhost:8080

? #### 特殊說明

??????? 每一個字節都為0的地址（0.0.0.0）對應當前主機。

??????? IP地址中的每一個字節都為1的IP地址（255.255.255.255）是當前子網的廣播地址。

??????? IP地址中凡是以11110開頭的E類IP的地址，都保留用于將來和實驗使用。

??????? 網絡號的第一個8位不能全為0。

? ? ? ? IP地址不能以127為開頭，該類地址中數字127.0.0.1~127.255.255.254用于回路測試

四、無類域間路由

對于中小企業，假如有兩千臺機器，給他分個B類地址，6萬多個，太浪費了，分個C類地址，一個C類地址254個，又不夠，又得多申請幾個，所以A，B，C類IP地址劃分太過僵硬，很不靈活，因此又提出無類域間路（CIDR）由劃分IP地址的方法。
將常規的子網掩碼轉換為二進制，將發現子網掩格式為連續的二進制1跟連續0，其中子網掩碼中為1的部份表示網絡ID，子網掩中為0的表示主機ID。比如255.255.0.0轉換為二進制為11111111 11111111 00000000 00000000。

在前面所舉的例子中為什么不用連續的1部份表示網絡ID，連續的0部份表示主機ID呢？答案是肯定的，采用這種方案的IP尋址技術稱之為無類域間路 由（CIDR）。CIDR技術用子網掩碼中連續的1部份表示網絡ID，連續的0部份表示主機ID。比如，網絡中包含2000臺計算機，只需要用11位表示 主機ID，用21位表網絡ID，則子網掩碼表示為11111111.11111111.11100000.00000000，轉換為十進制則為 255.255.224.0。此時，該網絡將包含2046臺計算機，既不會造成IP地址的浪費，也不會利用路由器連接網絡，增加額外的管理維護量。

CIDR表示方法：IP地址/網絡ID的位數，比如192.168.23.35/21，其中用21位表示網絡ID。

例1：192.168.23.35/21

   　子網掩碼：11111111 11111111 11111000 00000000則為255.255.248.0

網絡ID：192.168.00010111.0（其中第三個字節紅色部分表示網絡ID，其他表示主機ID，網絡ID是表示網絡ID部份保持不變主機ID全部變為0）則網絡ID為192.168.16.0

起始IP地址：192.168.16.1（主機ID不能全為0，全為0表示網絡ID最后一位為1）

結束IP地址：192.168.00010111.11111110（主機ID不能全為1，全為1表示本地廣播）則結束IP地址為：192.168.23.254。

例2：將163.135.0.0劃分為16個子網，計算前兩個子網的網絡ID、子網掩碼、起止IP地址。

第1步：用CIDR表示163.135.0.0/20，則子網掩碼為255.255.240（11110000）.0。

第2步：第一網絡ID（子網掩碼與IP地址與運算）：163.135.0.0

　　　 第一個IP地址：163.135.0.1　結束IP地址：163.135.15.254；

第3步：第二網絡ID：163.135.16.0

        第一個IP地址：163.135.16.1　結束IP地址：163.135.31.254。　

五、子網掩碼和網絡ID的快速計算方法

CIDR的子網掩碼都是連續的1跟連接的0表示，則子網掩碼有以下幾種表示方法：

0000 0000　　　0

1000 0000　　　128

1100 0000　　　128＋64＝192

1110 0000　　　128＋64＋32＝224

1111 0000　　　255－15＝240

1111 1000　　　255－7＝248

1111 1100　　　255－3＝252

1111 1110　　　255－1＝254

1111 1111　　　255

大家都知道11111111的十進制數為255，那么我們怎么來快速計算子網掩碼呢？二進制的1=1，11=3，111＝7，1111=15；那么 1111 1110=255-1，1111 1100=255-3，1111 1000=255-8，1111 0000=255-15這樣是不是就很快呢？只要我們一旦確定子網掩碼中有多少位表示網絡ID，那么我們馬上就可以寫出子網掩碼了。那么，對于1000 0000，1100 0000和1110 0000 我們又該怎么計算呢？27=8則1000 0000=128，1100 0000=128+64，1110 0000=128+64+32，所以我們不需要去記住每一個為多少，只需要做做簡單的加減法就搞定子網掩碼的計算。

網絡ID的結果大家都知道網絡ID部份不變，主機ID部分全部變為0，那么在計算網絡ID時，首先看子網掩碼中有多少位用來表示網絡，相應在將IP 地址轉換為二進制時就只轉換前面幾位，比如192.168.176.15/19，網絡ID一共19位，則網絡ID前兩個字節為192.168.X.0發生 變化的為第三個字節。那么怎樣快速計算出這個變化的X的值呢？我們知道第三字節只有三位表示網絡ID，轉換時176>128，第1位為 1,176－128＝48＜64，第2位為0,48＞32第3位為1，剩下的計算就沒有意義了，全都要轉換為0，則網絡ID為10100000，則網絡 ID為192.168.160.0，這樣計算反而出錯的可能性很小。

六、 本地和遠程網絡概念

網絡ID相同的計算機稱之為本地網絡，本地網絡中的計算機相互通信不需要路由器連接；網絡ID不相同的計算機稱之為遠程網絡，遠程網絡中的計算機要相互通信必須通過路由器連接。

例1：192.168.10.14/28，192.168.10.15/28，192.168.10.16/28，192.168.10.31/28哪些是合法IP，哪些是非法IP地址？

主機ID全為0和主機ID全為1的為非法IP地址：192.168.10.15/28、192.158.10.16/28、192.168.10.31/28都是非法IP地址。

例2：192.168.10.14/28，192.168.10.15/28，192.168.10.16/28哪個不是同一網段？

網絡ID相同的就屬于同一網段，則192.168.10.16/28不屬于同一網段。

七、子網數和主機數的計算方法

例：172.168.34.56/20，一共劃分為了多少個子網，各子網可以包含多少臺主機。

172.168.34.56是一個B類地址，B類地址用16位表示網絡ID，題目中20位表示網絡ID，則子網位數為4位，那么子網就有24次個（即從0000、0001到1111的16種變化）。

由于IP地址是32位，用20位表示網絡ID，則主機ID的位數為12位，則每個子網可以包含212－2個IP地址，即可以包含4096個IP地址。

注意：為什么計算IP地址時要減2，而計算子網數目時不減2呢？IP地址減2的原因是主機ID不能全為0也不能全為1；子網就不存在這個問題。

八、 公共IP和私有IP地址

IP地址由IANA（Internet地址分配機構）管理和分配，任何一個IP地址要能夠在Internet上使用就必須由IANA分配，IANA 分配的能夠在Internet上正常使用的IP地址稱之為公共IP地址；IANA保留了一部份IP地址沒有分配給任何機構和個人，這部份IP地址不能在 Internet上使用，此類IP地址就稱之為私有IP地址。為什么私有IP地址不能在Internet上使用呢？因為Internet上沒有私有IP地 址的路由。私有IP地址范圍包括：

A類：10.0.0.0/8

B類：172.16.0.0/12 即172.16.0.1-172.31.255.254共16個B類網絡

C類：192.168.0.0/16即192.168.0.1-192.168.255.254共256個C類網絡

九、超網

劃分超網：將多個小網合并一個大網，主機ID向網絡ID借位

十、練習

現在假設你是中國電信的網絡劃分人，現在要求如下：
1.各省子公司都在10網段
2.各市子公司在省公司的基礎上進行劃分子網
求
1.各省公司的網絡id
2.各省公司的主機數
假設山東被分到了第四個網段，求出
1.各市公司的網絡id
2.各市公司的主機數