Linux 網路基礎知識之IP位址和子網掩碼詳解

2021-07-30 06:58:51 字數 2997 閱讀 2401

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注意:一般情況下ip包頭為20個位元組,160個bit大小,包括5行資料,但在ipv4協議下並非一定如此,可能包含其他資訊,如圖中選項和資料行,這也是ipv4通訊慢於ipv6(固定包頭長度)的原因,但是必定含有源ip位址和目的ip位址

長度為32bit,也就是說ip位址最小為32個零:00000000.00000000.00000000.00000000,最大為:32個1

11111111.11111111.11111111.11111111

轉化為十進位制:0.0.0.0和255.255.255.255

但是並非在此範圍內的所有位址均為有效位址,看下圖:

注意:c類別位址最大為223開始,所以其實還有d、e型別,但是不對我們普通使用者開放,其次a和b之間還有乙個127,這就不用多說了,localhost和127.0.0.1應該都是用過(這兩者不等,有區別的哦)

1.0.0.0代表網路本身,不能用來分配,1.255.255.255代表當前網路的廣播位址,最後乙個126.255.255.255也不能分配

第乙個數字代表網段,所以最大網路數為126(2^7-2)個,不同的網段之間需要通過路由器來鏈結,同一網段內通過交換機鏈結

後三位數代表同一網段下不同的主機數,由於.0.0.0代表網路本身,.255.255.255代表當前網路的廣播,不能用來分配位址,所以最大主機數為2^24-2

與a類不同,b類前兩個數代表網段,後兩個數代表主機,191.254和191.252不是同乙個網段,需要路由器鏈結

同樣,c類則是前三個數代表網段,後乙個數代表主機

普通ip位址需要花錢購買,私有位址則是作為內網ip使用

子網掩碼決定了a、b、c類位址擁有不同的網段數和主機數什麼是子網掩碼:子網掩碼是把大的網路劃分成子網,即vlsm(可變長子網掩碼),把小的網路歸併成大的網路即超網。通俗的理解,子網掩碼代表的是當前ip位址所在的網路編號

標準子網掩碼的表示:

255.0.0.0    255.255.0.0   255.255.255.0

1. a類位址子網掩碼預設為255.0.0.0 b類預設為255.255.0.0 c類預設為255.255.255.0

2. 子網掩碼和ip位址必須共同存在否則沒有意義

為什麼必須共同存在:

到b,如果沒有子網掩碼,計算機就無法確定a和b是否是同乙個子網內的不同網段,因為根據ip位址已經知道

該ip為c類,且屬於不同網段,結果沒有子網掩碼,計算機會預設認為a和b是屬於同乙個子網內,導致資料在本

子網內迴圈,直到超時造成網路錯誤

這也就是為什麼說子網掩碼是網路或者乙個子網的重要屬性

舉個例子說明子網掩碼是如何劃分子網的:

以b類位址為例,其預設子網掩碼為255.255.0.0,轉化為二進位制後為

11111111.11111111.00000000.00000000

前面八個連續的1代表ip位址中的網路位,而0則代表的是主機位,一般都是前面連續的1,後面連續的0,b類位址後面8位代表了主機位,看下表(固定長度子網):

子網號位數

子網掩碼

子網數每個子網的主機數

2255.255.192.0

216382

3255.255.224.0

68190

4255.255.240.0

144094

5255.255.248.0

302046

6255.255.252.0

621022

7255.255.254.0

126510

8255.255.255.0

254254

9255.255.255.128

510126

10255.255.255.192

1022

6211

255.255.255.224

2046

3012

255.255.255.240

4094

1413

255.255.255.248

8190614

255.255.255.252

163822

表中資料的計算方法:

以上也就能再次解釋為什麼子網掩碼必須同ip位址一起使用了,並且,子網掩碼並不是可以隨意設定的,如果設定大了,計算機會認為資料是發往和本機不在同一子網的目的機,而根據子網尋徑規則,資料將在當前子網內迴圈,知道超時且資料被拋棄。如果設定小了,會將本在同一子網的計算機間資料傳輸當做是跨子網傳輸,資料交給了閘道器處理,從而降低了效率。所以子網掩碼應該根據網路規模設定,假設乙個網路規模不會超過254臺電腦,那麼子網掩碼設定為255.255.255.0就行了,超過254而不超過16382的,假設1500,設定為255.255.0.0就行了

作用:將某個ip位址劃分成網路位址和主機位址兩部分。子網掩碼一旦設定,網路位址和主機位址就固定了。

計算:

1. 將ip位址和子網掩碼轉換為二進位制的形式,然後進行「與」計算。得到網路號,也就是該子網的首位址。

2. 將轉化為二進位制後的子網掩碼進行取反,然後再和ip位址進行與運算,就得到了主機位址

操作

結果ip位址二進位制表示

11000000.10000000.00000001.00000001

子網掩碼二進位制表示

11111111.11111111.11111111.00000000

與運算11000000.10000000.00000001.11111110

網路號c類位址,所以網路號為11000000.10000000.00000001,即192.168.1

子網掩碼二進位製取飯表示

00000000.00000000.00000000.11111111

與運算得出主機位

00111111.01111111.11111110.00000001

主機號63.127.254.1

廣播位址

子網掩碼二進位製取反以後,轉化為十進位制,加上網路位址,便是當前網路的廣播位址,如192.168.1.255

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