精算IP地址彻底明白IP地址计算网络地址广播地址地址数等网络地址计算分配Word文件下载.docx
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有些人对范围是2x不太理解,举个简单的例子加以说明。
如C类网,每个网络允许有28-2=254台主机是这样来的。
因为C类网的主机位是8位,变化如下:
00000000
00000001
00000010
00000011
……
11111110
11111111
除去00000000和11111111不用外,从00000001到11111110共有254个变化,也就是28-2个。
下图是IP地址的使用范围。
网络类别
最大网络数
第一个可用的网络号
最后一个可用的网络号
每个网络中的最大主机数
A
126(27-2)
1
126
16777214
B
16384(214)
128.0
191.255
65534
C
2097152(221)
192.0.0
223.255.255
254
2、几个特殊的IP地址
1)私有地址
上面提到IP地址在全世界范围内唯一,看到这句话你可能有这样的疑问,像192.168.0.1这样的地址在许多地方都能看到,并不唯一,这是为何?
Internet管理委员会规定如下地址段为私有地址,私有地址可以自己组网时用,但不能在Internet网上用,Internet网没有这些地址的路由,有这些地址的计算机要上网必须转换成为合法的IP地址,也称为公网地址,这就像有很多的世界公园,每个公园内都可命名相同的大街,如香榭丽舍大街,但对外我们只能看到公园的地址和真正的香榭丽舍大街。
下面是A、B、C类网络中的私有地址段。
你自己组网时就可以用这些地址了。
10.0.0.0~10.255.255.255
172.16.0.0~172.131.255.255
192.168.0.0~192.168.255.255
2)回送地址
A类网络地址127是一个保留地址,用于网络软件测试以及本地机进程间通信,叫做回送地址(loopbackaddress)。
无论什么程序,一旦使用回送地址发送数据,协议软件立即返回之,不进行任何网络传输。
含网络号127的分组不能出现在任何网络上。
【小技巧】
●Ping127.0.0.1,如果反馈信息失败,说明IP协议栈有错,必须重新安装TCP/IP协议。
如果成功,ping本机IP地址,如果反馈信息失败,说明你的网卡不能和IP协议栈进行通信。
●如果网卡没接网线,用本机的一些服务如SqlServer、IIS等就可以用127.0.0.1这个地址。
3)广播地址
TCP/IP规定,主机号全为"
1"
的网络地址用于广播之用,叫做广播地址。
所谓广播,指同时向同一子网所有主机发送报文。
4)网络地址
TCP/IP协议规定,各位全为"
的网络号被解释成"
本"
网络。
由上可以看出:
(1)含网络号127的分组不能出现在任何网络上;
(2)主机和网关不能为该地址广播任何寻径信息。
由以上规定可以看出,主机号全"
全"
的地址在TCP/IP协议中有特殊含义,一般不能用作一台主机的有效地址。
3、子网掩码
从上面的例子可以看出,子网掩码的作用就是和IP地址与运算后得出网络地址,子网掩码也是32bit,并且是一串1后跟随一串0组成,其中1表示在IP地址中的网络号对应的位数,而0表示在IP地址中主机对应的位数。
1)标准子网掩码
A类网络(1~126)缺省子网掩码:
255·
0·
255·
0换算成二进制为11111111·
00000000·
00000000
可以清楚地看出前8位是网络地址,后24位是主机地址,也就是说,如果用的是标准子网掩码,看第一段地址即可看出是不是同一网络的。
如21.0.0.0.1和21.240.230.1,第一段为21属于A类,如果用的是默认的子网掩码,那这两个地址就是一个网段的。
B类网络(128~191)缺省子网掩码:
C类网络(192~223)缺省子网掩码:
B类、C类分析同上。
2)特殊的子网掩码
标准子网掩码出现的都是255和0的组合,在实际的应用中还有下面的子网掩码
128·
192·
240·
248
252
这些子网掩码又是什么意思呢?
这些子网掩码的出现是为了把一个网络划分成多个网络。
还记得上面的例子吗?
如下所示:
168·
1和192·
200如果是默认掩码255.255.255.0两个地址就是一个网络的,如果掩码变为255.255.255.192这样各地址就不属于一个网络了。
下面的子网划分将作详细介绍。
192.168.0.1
11000000.10101000.00000000.00000001
192.168.0.200
11000000.10101000.00000000.11001000
255.255.255.0
11111111.11111111.11111111.00000000
255.255.255.192
11111111.11111111.11111111.11000000
下表是几个子网掩码计算过程中非常有用的十进制和二进制的对照
用于子网掩码换算的十进制和二进制对照
十进制
128
64
32
16
8
4
2
二进制
10000000
01000000
00100000
00010000
00001000
00000100
00000010
00000001
常用的子网掩码的十进制和二进制对照
192
224
240
255
11000000
11100000
11110000
11111000
11111100
11111110
11111111
二、彻底明白IP地址的含义
不管是学习网络还是上网,IP地址都是出现频率非常高的词。
Windows系统中设置IP地址的界面如下图所示,图中出现了IP地址、子网掩码、默认网关和DNS服务器这几个需要设置的地方,只有正确设置,网络才能通,那这些名词都是什么意思呢?
学习IP地址的相关知识时还会遇到网络地址、广播地址、子网等概念,这些又是什么意思呢?
要解答这些问题,先看一个日常生活中的例子。
如下图所示,住在北大街的住户要能互相找到对方,必须各自都要有个门牌号,这个门牌号就是各家的地址,门牌号的表示方法为:
北大街+XX号。
假如1号住户要找6号住户,过程是这样的,1号在大街上喊了一声:
"
谁是6号,请回答。
,这时北大街的住户都听到了,但只有6号作了回答,这个喊的过程叫"
广播"
,北大街的所有用户就是他的广播范围,假如北大街共有20个用户,那广播地址就是:
北大街21号。
也就是说,北大街的任何一个用户喊一声能让"
广播地址-1"
个用户听到。
从这个例中可以抽出下面几个词:
街道地址:
北大街,如果给该大街一个地址则用第一个住户的地址-1,此例为:
北大街0号
住户的号:
如1号、2号等。
住户的地址:
街道地址+XX号,如北大街1号、北大街2号等
广播地址:
最后一个住户的地址+1,此例为:
北大街21号
Internet网络中,每个上网的计算机都有一个像上述例子的地址,这个地址就是IP地址,是分配给网络设备的门牌号,为了网络中的计算机能够互相访问,IP地址=网络地址+主机地址,图1中的IP地址是192.168.100.1,这个地址中包含了很多含义。
网络地址(相当于街道地址):
192.168.100.0
主机地址(相当于各户的门号):
0.0.0.1
IP地址(相当于住户地址):
网络地址+主机地址=192.168.100.1
192.168.100.255
这些地址是如何计算出来的呢?
为什么计算这些地址呢?
要想知道如何,先要明白一个道理,学习网络的目的就是如何让网络中的计算机相互通讯,也就是说要围绕着"
通"
这个字来学习和理解网络中的概念,而不是只为背几个名词。
注:
192.168.100.1是私有地址,是不能直接在Internet网络中应用的,上Internet要转为公有地址,下面详细说明。
1、为什么要计算网络地址
一句话就是让网络中的计算机能够相互通讯。
先看看最简单的网络,下图中是用网线(交叉线)直接将两台计算机连起来。
下面是几种IP地址设置,看看在不同设置下网络是通还是不通。
1)设置1号机的IP地址为192.168.0.1子网掩码为255.255.255.0,2号机的IP地址为192.168.0.200子网掩码为255.255.255.0,这两台计算机就能正常通讯。
2)如果1号机地址不变,将2号机的IP地址改为192.168.1.200子网掩码还是为255.255.255.0,那这两台就无法通讯。
3)设置1号机的IP地址为192.168.0.1子网掩码为255.255.255.192,2号机的IP地址为192.168.0.200子网掩码为255.255.255.192,注意和第1种情况的区别在于子网掩码,1为255.255.255.0本例是255.255.255.192这两台计算机就能正常通讯。
第1种情况能通是因为这两台计算机处在同一网络192.168.0.0,所以能通,而2、3种情况下两台计算机处在不同的网络,所以不通。
这里先给个结论:
用网线直接连接的计算机或是通过HUB或普通交换机间接的计算机之间要能够相互通,计算机必须要在同一网络,也就是说它们的网络地址必须相同,而且主机地址必须不一样。
如果不在一个网络就无法通。
这就像我们上面举的例子,同是北大街的住户由于街道名称都是北大街,且各自的门牌号不同,所以能够相互找到对方。
计算网络地址就是判断网络中的计算机在不在同一网络,在就能通,不在就不能通。
注意,这里说的在不在同一网络指的是IP地址而不是物理连接。
那么如何计算呢?
2、如何计算网络地址
我们日常生活中的地址如:
北大街1号,从字面上就能看出街道地址是北大街,而我们从IP地址中却难以看出网络地址,要计算网络地址,必须借助我们上边提到过的子网掩码。
计算过程是这样的,将IP地址和子网掩码都换算成二进制,然后进行与运算,结果就是网络地址。
与运算如下所示,上下对齐,1位1位的算,1与1=1,其余组合都为0。
1...0...1...0
1...0...0...0
与运算________________
1...0...0...0
例如:
计算IP地址为:
202.99.160.50子网掩码是255.255.255.0的网络地址步骤如下:
1)将IP地址和子网掩码分别换算成二进制
202.99.160.50换算成二进制为11001010·
01100011·
10100000·
00110010
255.255.255.0换算成二进制为11111111·
11111111·
2)将二者进行与运算
11001010·
11111111·
与运算________________________________________
3)将运算结果换算成十进制,这就是网络地址。
11001010·
00000000换算成十进制就是202.99.160.0
现在我们就可以解答上面三种情况的通与不通的问题了。
1、从下面运算结果可以看出二台计算机的网络地址都为192.168.0.0且IP地址不同,所以可以通。
192.168.0.1 11000000.10101000.00000000.00000001
255.255.255.0 11111111.11111111.11111111.00000000
与运算______________________________________________________________
192.168.0.0 11000000.10101000.00000000.00000000
192.168.0.200 11000000.10101000.00000000.11001000
2、从下面运算结果可以看出1号机的网络地址为192.168.0.0,2号机的网络地址为192.168.1.0不在一个网络,所以不通。
192.168.1.200 11000000.10101000.00000001.11001000
192.168.1.0 11000000.10101000.00000001.00000000
3、从下面运算结果可以看出1号机的网络地址为192.168.0.0,2号机的网络地址为192.168.0.192不在一个网络,所以不通
255.255.255.192 11111111.11111111.11111111.11000000
255.255.255.192 11111111.11111111.11111111.00000000
192.168.0.182 11000000.10101000.00000000.11000000
相信看到这应该明白了为何计算网络地址和如何计算了,但也许还有很多疑问,如IP地址为什么写成这样,子网掩码到底是怎么回事等等,别急,下面慢慢介绍。
三、计算相关地址—通过IP地址和子网掩码与运算计算相关地址
知道IP地址和子网掩码后可以算出:
●网络地址
●广播地址
●地址范围
●本网有几台主机
【例1】下面例子IP地址为192·
100·
5子网掩码是255·
0。
算出网络地址、广播地址、地址范围、主机数。
1、分步骤计算
1)将IP地址和子网掩码换算为二进制,子网掩码连续全1的是网络地址,后面的是主机地址。
虚线前为网络地址,虚线后为主机地址
192.168.100.5 11000000.10101000.01100100.00000101
2)IP地址和子网掩码进行与运算,结果是网络地址
结果为:
192.168.100.0 11000000.10101000.01100100.00000000
3)将上面的网络地址中的网络地址部分不变,主机地址变为全1,结果就是广播地址。
网络地址为:
___________________________________________________________________________
将主机地址变为全1
广播地址为:
192.168.100.255 11000000.10101000.01100100.11111111
4)地址范围就是含在本网段内的所有主机
网络地址+1即为第一个主机地址,广播地址-1即为最后一个主机地址,由此可以看出
地址范围是:
网络地址+1至广播地址-1
本例的网络范围是:
1至192·
也就是说下面的地址都是一个网段的。
192·
1、192·
2...192·
20...192·
111...192·
254
5)主机的数量
主机的数量=2二进制的主机位数-2
减2是因为主机不包括网络地址和广播地址。
本例二进制的主机位数是8位。
主机的数量=28-2=254
2、总体计算
我们把上边的例子合起来计算一下过程如下:
192.168.100.5 11000000.10101000.01100100.00000101
255.255.255.0 11111111.11111111.11111111.00000000
与运算 ______________________________________________________________
结果为网络地址:
192.168.100.0 11000000.10101000.01100100.00000000
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