五、IP/VLSM/CIDR

2020-03-09 本文已影响0人 LAN头的小刀

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IP

IP地址

网络层概念
网络设备的身份标识，保证主机间正常通信
一种网络编码，用来确定网络中的一个节点
由32位二进制组成，长度为32位（V4）
以点分十进制标识，分为四段，每段8位
共计 $2^{32}$ 个

进制转换（了解）

二进制转十进制
十进制转二进制

$2^7 =128、2^6 =64、2^5 =32、2^4 =16、2^3 =8、2^2 =4、2^1 =2、2^0 =1$

IP地址分为两部分组成

网络部分（NETWORK）
主机部分（HOST）

IP地址共分5个类别

A类：左起第一位二进制数必须是0，其他随意变换（1~126）

B类：左起第一、二位二进制数必须是10，其他随意变换（128~191）

C类：左起第一、二、三位二进制数必须是110，其他随意变换（192~223）

D类：左起第一、二、三、四位二进制数必须是1110，其他随意变换（224~239、组播用）

E类：左起第一、二、三、四、五位二进制数必须是11110，其他随意变换（240~255、研究用）

A类：主机位空间较大（ $2^{24}$ ），适合大型网络（ $\color{#00FF00}{网络位.}\color{#FF0000}{主机位.主机位.主机位}$ ）

B类：主机位空间适中（ $2^{16}$ ），适合中型网络（ $\color{#00FF00}{网络位.网络位.}\color{#FF0000}{主机位.主机位}$ ）

C类：主机位空间适中（ $2^8$ ），适合小型网络（ $\color{#00FF00}{网络位.网络位.网络位.}\color{#FF0000}{主机位}$ ）

D类：作为组播使用

E类：作为研究保留，不能使用

子网掩码

作用：用于区分网络位和主机位与确定IP的网络地址
32位二进制，标识方式同IP地址
- 对应IP地址的网络部分全为1
- 对应IP地址的主机部分全为0
A类默认掩码：255.0.0.0
B类默认掩码：255.255.0.0
C类默认掩码：255.255.255.0

原理

将IP和掩码进行与运算，得到的结果就是网络位
必须从主机位的最左边开始加长掩码
与运算：0与0为0，1与0为0，1与1为1

私有网段

A类：10.0.0.0~10.255.255.255（10.0.0.0/8）
B类：172.16.0.0~172.31.255.255（172.16.0.0/12）
C类：192.168.0.0~192.168.255.255（192.168.0.0/16）

IP类型

网络地址
- 用于标识整个网段
- 主机位全为0
广播地址
- 用于向网络中的所有主机发送数据的特殊地址
- 主机位全为1
主机地址（可用地址）
- 可分配给网络设备使用
/30：互联地址
/32：网络地址=主机地址=广播地址
255.255.255.255：全网广播地址
0.0.0.0 0.0.0.0：所有地址（用于默认路由）

特殊的IPv4地址

网络地址和广播地址
默认路由：0.0.0.0
环回地址：127.0.0.0/8
链路本地地址：169.254.0.0/16（windows系统网卡未配置地址时自动分配）
TEST-NET地址：192.0.2.0/24

VLSM（可变长子网掩码）

作用：将一个网段划分成多个小的子网段
表示方式：255.255.255.0或/24
如：192.168.1.0/25

掩码为255.255.255.128
网络地址：192.168.1.0
广播地址：192.168.1.127
主机地址：192.168.1.1~126

借位

设定网络位向主机位借了x位
则划分出了 $2^x$ 个子网
设定主机位被借后剩余y位
则被划分出的 $2^x$ 个子网中，每一个网段的可用主机数为 $2^y-2$ 个
例：192.168.1.0/26
- 借两位 $x=2→2^x= 2^2 =4$ 个子网；每个子网 $y= 6→2^y -2 =2^6 -2$ 个IP

可用网段	每段可用IP地址	子网掩码
192.168.1.0	192.168.10.1~192.168.10.62	255.255.255.192（/26）
192.168.1.64	192.168.10.65~192.168.10.126	255.255.255.192（/26）
192.168.1.128	192.168.10.129~192.168.10.190	255.255.255.192（/26）
192.168.1.192	192.168.10.193~192.168.10.254	255.255.255.192（/26）

子网划分按需要分配的主机数量进行划分
步骤：

确定主机数量
确定地址库（网段）大小
计算网络地址、广播地址、可用主机地址范围
制作IP地址规划表（分配地址）

CIDR（无类别域间路由）

VLSM的反向运算（汇总）
消除了IP地址的分类结构，多个地址聚合到一个更大的网络
优点：
- 路由条目合并，数据更少，限制路由表增大
- 减少了路由通告
例
172.16.0.0/24
172.16.1.0/24
172.16.2.0/24
172.16.3.0/24
可表示为172.16.0.0/22

五、IP/VLSM/CIDR

IP

VLSM（可变长子网掩码）

CIDR（无类别域间路由）

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