計算機網路之IP地址、子網掩碼以及網路號之間的聯絡詳解

Evan_love發表於2018-04-22
計算機網路

##計算機網路之IP地址、子網掩碼以及網路號之間的聯絡與運用詳解

弄了一晚上的計算機網路，終於把一些IP地址、子網掩碼、以及網路號之間的聯絡以及它們的相關使用搞懂了，也不枉費了如此大的功夫，記錄下來，當做鞏固。

###一、概念

  • （1）IP地址
    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）。以下為IP地址的分類。
    這裡寫圖片描述
  • （2）子網掩碼
    這裡寫圖片描述
    用IP的術語來說，互聯這三個主機介面與一個路由器介面的網路形成一個子網。（在因特網文獻中，子網也稱為IP網路或直接成為網路）Ip編址為這個子網分配一個地址：233.1.1.0/24，其中的/24記法，有時稱為子網掩碼（networkmask）,指示了32位元中的最左側24位元定義了子網地址。通俗來講，子網掩碼用來指明一個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

（3）閘道器
閘道器(Gateway)又稱網間聯結器、協議轉換器。閘道器在網路層以上實現網路互連，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。閘道器既可以用於廣域網互連，也可以用於區域網互連。 閘道器是一種充當轉換重任的計算機系統或裝置。使用在不同的通訊協議、資料格式或語言，甚至體系結構完全不同的兩種系統之間，閘道器是一個翻譯器。與網橋只是簡單地傳達資訊不同，閘道器對收到的資訊要重新打包，以適應目的系統的需求。同層–應用層。
（4）聯絡

IP地址=網路地址+主機地址
網路地址=將Ip地址轉成二進位制和子網掩碼進行與運算

【注】閘道器實質上是一個網路通向其他網路的IP地址

##二、例子
【1】按照子網掩碼分割網路號和主機號
例子網掩碼為：255.255.255.224，Ip地址為202.112.14.137首先將其轉化為二進位制
11111111 11111111 11111111 11100000
可知其網路號27位，主機號5位。
然後將IP地址轉換為二進位制格式11001010 01110000 000011110 10001001
然後將子網掩碼與IP地址進行與運算（00->0,01->0,11->1,10->0）可得
11001010 01110000 00001110 10000000則可得其網路號為202.112.14.128

【2】子網劃分與連通性測試
這裡寫圖片描述
某單位一個區域網中，使用交換機連線了4臺計算機，它們的網路引數（IP地址/子網掩碼）配置如圖所示，請完成如下問題：
###（1） 對四個IP地址進行分析，哪些地址位於同一個子網，哪些地址網路地址相同，但是子網掩碼不同。
因 網路地址=將IP地址轉成二進位制和子網掩碼進行與運算所得，故 可得下表：

序號IP地址子網掩碼網路地址
A210.100.1.10255.255.255.128210.100.1.0
B210.100.1.131255.255.255.128210.100.1.128
C210.100.1.20255.255.255.0210.100.1.0
D210.100.1.145255.255.255.0210.100.1.0

由此表可得，主機A、C、D的IP地址在同一子網中，主機A、C所在的網路地址相同，子網掩碼不同。

###（2） 主機之間互相ping，列出結果，並認真分析原因。

測試主機ABCD
A通不通通通
B不通通不通通
C通不通通通
D通通通通

當網路間進行通訊時，A、B、C、D之間分別傳送資料，如需確定是否在同一網路，則用某臺主機的網路號與另一臺主機的子網掩碼進行與運算，觀察網路號與與運算的結果是否相同。

例：當B向A傳送資料的時候，將B的子網掩碼與A的IP地址進行與運算可得
結果210.100.1.0此時，A認為B不與自己在一個網路中，故此時將資料轉發給閘道器，同理可得，當B、C互Ping時，不通。有如B向D傳送資料時，將B的子網掩碼與D的IP地址進行與運算，得210.100.1.128，與B的網路地址是一致的，此時即認為B與D在同一個網路中，可以互相Ping通，其他同理可得。

###三、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】計算機網路自頂向下方法第七版

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