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IP地址(A、B、C、D和E類)、網路地址、主機地址、子網掩碼與閘道器之間的關係

“IP地址”就相當於“電話號碼”,而Internet中的路由器,就相當於電信局的“程控式交換機”。

點分十進位制數表示的IPv4地址被分為幾類,以適應大型、中型、小型的網路。這些類的不同之處在於不同類別的網路地址所佔位數。

**IP地址是一個32位的二進位制數,通常被分割為4個“8位二進位制數”(也就是4個位元組)。IP地址通常用“點分十進位制”表示成(a.b.c.d)的形式,**其中,a,b,c,d都是0~255之間的十進位制整數。例:點分十進IP地址(100.4.5.6),實際上是32位二進位制數(01100100.00000100.00000101.00000110)。

1. IP地址=網路地址+主機地址

按照起始字元的不同,IP地址可以分為A、B、C、D、E類地址。

A類地址:0(開頭)+7位(網路地址)+24位(主機地址)
B類地址:10(開頭)+14位(網路地址)+16位(主機地址)
C類地址:110(開頭)+21位(網路地址)+8位(主機地址)
D類 以1110開始 用於組播
E類 以11110開始 用於科研保留

範圍上劃分有些要注意的:
A類 從1.0.0.0 到126.255.255.255
B類 從128.0.0.0到191.255.255.255
C類 從192.0.0.0到223.255.255.255
其中127.x.x.x段地址空間是被保留的迴環地址

D類 以1110開始 用於組播
E類 以11110開始 用於科研保留

A類地址具有24為主機地址,因此應用於大規模環境
C類地址具有8位主機地址,應用於規模較小的網路

B類居中

在A、B、C類地址中,都存在一部分用於內網(區域網)的IP地址(私有地址)

>     A類的私有地址: 10.0.0.0 ~ 10.255.255.255
>     
>     B類的私有地址: 172.16.0.0 ~ 172.31.255.255  
>     (網路號範圍: 10101010 00010000 ~ 10101010 00011111)
>     
>     C類的私有地址: 192.168.0.0 ~ 192.168.255.255
>     (網路號範圍: 11000000 10101000 00000000 ~ 11000000 10101000 11111111)

2. 子網掩碼

子網掩碼(subnet mask)又叫網路掩碼、地址掩碼、子網路遮罩,它是一種用來指明一個IP地址的哪些位標識的是主機所在的子網,以及哪些位標識的是主機的位掩碼。

子網掩碼不能單獨存在,它必須結合IP地址一起使用。子網掩碼只有一個作用,就是將某個IP地址劃分成網路地址和主機地址兩部分。
子網掩碼是一個32位地址,用於遮蔽IP地址的一部分以區別網路標識和主機標識,並說明該IP地址是在區域網上,還是在遠端網上。

子網掩碼——遮蔽一個IP地址的網路部分的“全1”位元模式。
對於A類地址來說,預設的子網掩碼是255.0.0.0;
對於B類地址來說預設的子網掩碼是255.255.0.0;
對於C類地址來說預設的子網掩碼是255.255.255.0。

3. 根據IP地址和子網掩碼求 網路地址 和 廣播地址

(1)IP地址 = 網路地址 + 主機地址(前半段和後半段)
(2)網路地址 = IP地址 & 子網掩碼(按位與)
(3)主機地址 = IP地址-網路地址

通過子網掩碼,就可以判斷兩個IP在不在一個區域網內部。網路地址相同,則說明這兩個IP處於同一個區域網,友主機位區分。
子網掩碼可以看出有多少位是網路號,有多少位是主機號

網路地址就是:把IP地址轉成二進位制和子網掩碼進行與運算

主機數

主機號有5位,那麼這個地址中,就只能有
2^5−2=30個主機
因為其中全0作為網路地址,全1作為廣播地址

例子1:
IP地址是202.112.14.137,掩碼是255.255.255.224 ,
網路地址是202.112.14.128,子網號是128。
主機地址是202.112.14.137 。

例子2:
IP地址是222.200.175.117,子網掩碼是255.255.255.0。根據**C類地址的範圍為192.0.0.0到223.255.255.255** ,說明這個IP屬於C類地址,子網掩碼採取了預設掩碼。
網路地址=222.200.175.117(轉換為二進位制)& 255.255.255.0(轉換為二進位制)=222.200.175.0,子網號為0;主機地址為222.200.175.117。
處於同一個區域網中的其他機器的IP應該是222.200.175.*,例如222.200.175.2,表示主機號為2的裝置;處於其他區域網的網路號應該不一樣,例如222.200.174.*。

4. 閘道器

**閘道器(Gateway)又稱網間聯結器、協議轉換器。**預設閘道器在網路層上以實現網路互連,是最複雜的網路互連裝置,僅用於兩個高層協議不同的網路互連。閘道器的結構也和路由器類似,不同的是互連層。閘道器既可以用於廣域網互連,也可以用於區域網互連。

閘道器實質上是一個網路通向其他網路的IP地址。

比如有網路A和網路B,網路A的IP地址範圍為“192.168.1.1~192. 168.1.254”,子網掩碼為255.255.255.0;網路B的IP地址範圍為“192.168.2.1~192.168.2.254”,子網掩碼為255.255.255.0。這兩個都是C類地址,都採用預設閘道器,不屬於同一個網路。

在沒有路由器的情況下,兩個網路之間是不能進行TCP/IP通訊的,即使是兩個網路連線在同一臺交換機(或集線器)上,TCP/IP協議也會根據子網掩碼(255.255.255.0)判定兩個網路中的主機處在不同的網路裡。

要實現這兩個網路之間的通訊,則必須通過閘道器。如果網路A中的主機發現資料包的目的主機不在本地網路中,就把資料包轉發給它自己的閘道器,再由閘道器轉發給網路B的閘道器,網路B的閘道器再轉發給網路B的某個主機。

所以說,只有設定好閘道器的IP地址,TCP/IP協議才能實現不同網路之間的相互通訊。那麼這個IP地址是哪臺機器的IP地址呢?閘道器的IP地址是具有路由功能的裝置的IP地址,具有路由功能的裝置有路由器、啟用了路由協議的伺服器(實質上相當於一臺路由器)、代理伺服器(也相當於一臺路由器)。

5.根據每個網路的主機數量進行子網地址的規劃和計運算元網掩碼

主機位= [ l o g 2 + 1 + 1 + 1 log_2(主機數量+1(網路地址)+1(廣播地址)+1(閘道器)) ] (向上取整)

閘道器用於不同網路之間的通訊,必須要對其分配地址。

這也可按上述原則進行計算。

比如一個子網有10臺主機,那麼對於這個子網需要的IP地址是
10+1+1+1=13
注意:加的第一個1是指這個網路連線時所需的閘道器地址,接著的兩個1分別是指網路地址和廣播地址
因為13小於16(16等於2的4次方),所以主機位為4位。

而 256-16=240 所以該子網掩碼為255.255.255.240。

如果一個子網有14臺主機,不少人常犯的錯誤是:依然分配具有16個地址空間的子網,而忘記了給閘道器分配地址。這樣就錯誤了,因為:
14+1+1+1=17
17.大於16,所以我們只能分配具有32個地址(32等於2的5次方)空間的子網,留5位作主機位。256-32=224,這時子網掩碼為:255.255.255.224

6. ip段/數字-如192.168.0.1/24是什麼意思?

後面這個數字標示了我們的網路號的位數,也就是子網掩碼中前多少號為1

(1) 129.168.1.1 /24 這個24就是告訴我們網路號是24位

也就相當於告訴我們了

子網掩碼前24位為1,即:11111111 11111111 11111111 00000000

即:255.255.255.0

(2) 172.16.10.33/27 中的/27

也就是說網路號有27位,子網掩碼是255.255.255.224 即前27位為1

11111111 11111111 11111111 11100000

7. 206.110.4.0/18被劃分成16個子網,每個子網掩碼?

(劃分成16個子網,根據子網掩碼/18就表示有18個1,18為網路地址,就要從的IP地址的主機位借4位來用作網路位!)

子網掩碼是255.255.252.0

每個子網可以容納的主機數是1024臺。

下面我來給你詳細解答:

206.110.1.0 /18 由最後的那個/18,我們可以知道這個IP已經規定了它的網路位是18位,它預設的子網掩碼就是11111111.11111111.11 | 000000.00000000(其中1代表網路位,0代表主機位)

劃分子網的意思是將網路號代表的某個區域網進行劃分,那隻能向主機位借位。

可以看出我們可以操作的位數就是後面的14個0,也就是說我們可以在主機位劃分出幾位作為子網的網路位,進而來劃分子網。要求是切分成16個子網,我們知道2的4次方剛好等於16,這就說明子網網路位的位數是4位,那剩餘的主機位,即14-4=10就是子網的主機位
所以上面我寫的那串二進位制就可以變成:11111111.11111111.111111 | 00.00000000(其中1代表網路位,0代表主機位)

8. IP地址為C類的網路位,若要劃分為18個子網,且都要連上Internet,子網掩碼應該設定為多少?

解:C類IP地址預設以110開頭,網路位為21位,主機位為8位,子網掩碼預設為255.255.255.0(11111111.11111111.11111111.00000000)。
想要劃分為18個子網,那麼至少要向主機位借5位,則子網掩碼變為11111111.11111111.11111111.11111000,轉換為十進位制的表示,則255.255.255.248

9. 內網即區域網,外網即廣域網

IP地址是一個4位元組(共32bit)的數字,被分為4段,每段8位,段與段之間用句點分隔(句分十進位制)。為了便於表達和識別,IP地址是以十進位制形式表示的如210.52.207.2,每段所能表示的十進位制數最大不超過255。

IP地址由兩部分組成,即網路號(Network IP地址是一個4位元組(共32bit)的數字,被分為4段,每段8位,段與段之間用句點分隔。為了便於表達和識別,IP地址是以十進位制形式表示的如210.52.207.2,每段所能表示的十進位制數最大不超過255。

IP地址由兩部分組成,即網路號(Network ID)和主機號(Host ID)。
網路號標識的是Internet上的一個子網,而主機號標識的是子網中的某臺主機。

網際地址分解成兩個域後,帶來了一個重要的優點:**IP資料包從網際上的一個網路到達另一個網路時,選擇路徑可以基於網路而不是主機。**不同網路之間是依賴閘道器進行通訊。
在大型的網際中,這一點優勢特別明顯,因為路由表中只儲存網路資訊而不是主機資訊,這樣可以大大簡化路由表。

內網就是區域網,網咖、校園網、單位辦公網都屬於此類。
另外光纖到樓、小區寬頻、教育網、有線電視Cable
Modem上網雖然地域範圍比較大但本質上還是基於乙太網技術,所以仍然屬於內網。

內網 vs 外網
內網:即所說的區域網(LAN),比如學校的區域網,區域網內每臺計算機的IP地址在本區域網內具有互異性,是不可重複的。但兩個區域網內的內網IP可以有相同的

外網:即網際網路(WAN),區域網通過一臺伺服器或是一個路由器對外連線的網路,這個IP地址是惟一的。

也就是說內網裡所有的計算機都是連線到這一個外網IP上,通過這一個外網IP對外進行交換資料的。也就是說,一個局域網裡所有電腦的內網IP是互不相同的,但共用一個外網IP。(用ipconfig/all查到的IP是你本機的內網IP;在www.ip138.com上看到的是你連線網際網路所使用的IP,即外網)。

在區域網中,每臺電腦都可以自己分配自己的IP,這個IP只在區域網中有效。而如果你將電腦連線到網際網路,你的網路提供商(ISP)的伺服器會為你分配一個IP地址,這個IP地址才是你在外網的IP。兩個IP同時存在,一個對內,一個對外。
當你家裡買了兩臺電腦,你想組建一個區域網,你除了要用網線和路由器等裝置將兩臺電腦相連,你還要將兩臺電腦設定固定IP(區域網IP),比如電腦A設為192.168.1.2,電腦B設為192.168.1.3,這樣你就可以用這兩個IP地址互相訪問兩臺電腦,但這兩個IP地址只在這兩臺電腦間有效,對外網無效。所以區域網中分配的IP與廣域網中的IP完全沒有對應關係。你在內網的機子在上網時,都是在向閘道器發出請求,再由閘道器(一般為路由器)用外網IP轉到Internet上,接收資料後,再分發到你的內網IP上。

[參考文獻]
[1]IP地址、子網掩碼、網路號、主機號、網路地址、主機地址以及ip段/數字-如192.168.0.1/24是什麼意思?
[2] IP地址分類與子網掩碼
[3] 內網 子網 區域網 外網