一些關於網路的基礎知識

ZHUO_SIR發表於2018-07-01

背景知識

IP地址

IP地址被用來給Internet上的電腦一個編號。大家日常見到的情況是每臺聯網的PC上都需要有IP地址，才能正常通訊。我們可以把“個人電腦”比作“一臺電話”，那麼“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”。 
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）。

網路地址的劃分

A類，B類，C類

概念特徵網路範圍預設掩碼
A類地址第1個8位中的第1位始終為00-127.x.x.x255.0.0.0/8
B類地址第1個8位中的第1、2位始終為10128-191.x.x.x255.255.0.0/16
C類地址第1個8位中的第1、2、3位始終為110192-y.x.x.x255.255.255.0/24

特殊

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

IP地址包含 網路地址+主機地址，即IP地址=網路地址+主機地址

網路地址: 
1、如果是192的C段地址，那麼，網路地址就是：192.168.1.0，地址掩碼是：255.255.255.0。 
2、如果地址掩碼是：255.255.0.0，那麼網路地址就是：192.168.0.0。 
3、網路地址很大一部分是由地址掩碼決定的。 
主機地址：

如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 。

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。

  • 通過子網掩碼，就可以判斷兩個IP在不在一個區域網內部。

  • 子網掩碼可以看出有多少位是網路號，有多少位是主機號

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。

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。

而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）。

廣播地址(Broadcast Address)

廣播地址(Broadcast Address)是專門用於同時向網路中所有工作站進行傳送的一個地址。

在使用TCP/IP 協議的網路中，主機標識段host ID 為全1 的IP 地址為廣播地址，廣播的分組傳送給host ID段所涉及的所有計算機。例如，對於10.1.1.0 （255.255.255.0 ）網段，其廣播地址為10.1.1.255 （255 即為2 進位制的11111111 ），當發出一個目的地址為10.1.1.255 的分組（封包）時，它將被分發給該網段上的所有計算機。

根據IP地址和子網掩碼求 網路地址 和 廣播地址

  • 將IP地址和子網掩碼換算為二進位制，子網掩碼連續全1的是網路地址，後面的是主機地址，虛線前為網路地址，虛線後為主機地址

  • IP地址和子網掩碼進行與運算，結果是網路地址（即主機號全0是網路地址）

  • 將運算結果中的網路地址不變，主機地址變為1，結果就是廣播地址

  • 地址範圍就是含在本網段內的所有主機

網路地址+1即為第一個主機地址，廣播地址-1即為最後一個主機地址， 
由此可以看出地址範圍是： 網路地址+1 至 廣播地址-1

  • 主機的數量=2^二進位制位數的主機-2

減2是因為主機不包括網路地址和廣播地址。

示例 
一個主機的IP地址是202.112.14.137，掩碼是255.255.255.224，要求計算這個主機所在網路的網路地址和廣播地址

根據子網掩碼可以分割網路號+主機號

255.255.255.224 轉二進位制：

11111111 11111111 11111111 11100000

網路號有27位，主機號有5位

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

11001010 01110000 00001110 10001001

IP地址&子網掩碼

11001010 01110000 00001110 10001001

11111111 11111111 11111111 11100000

------------------------------------------------------

11001010 01110000 00001110 10000000
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
  • 6
  • 7

即：202.112.14.128

計算廣播地址

廣播地址：網路地址的主機位全部變成1 ，10011111 即159 即：202.112.14.159

主機數

主機號有5位，那麼這個地址中，就只能有25−2=3025−2=30個主機

因為其中全0作為網路地址，全1作為廣播地址

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

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。這時子網掩碼為：255.255.255.224

5） 主機的數量

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，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)

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地面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)

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