网络基础二

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承接上文网络基础一

IP地址构成规则

IP地址是32 bit(一个字节8bit,占4个字节)构成的地址,用4个10进制数表示,每个字节用.隔开。

每个字节8bit能表达的数字范围是0-255(0.0.0.0-255.255.255.255),这是整个IP的范围(IP地址所有的空间范围)。

8个bit即2的8次方=256,从0开始,256个字符。

一个IP地址共32bit,2的32次方大约43亿即全球共有43亿IPv4版本的地址。

这些很显然是不够的,国际分配给中国一共有3.38亿个ipv4地址,每个人都有一个ip地址的话,那就不够了,代表很多人都上不了网了。

为了解决ip地址不够用的问题,科学家搞出了2个方案。

IPV6 128bit的存储,2的128次方,地球上每一粒尘埃都可以分配到一个IPV6的地址。

但让全球那么多系统支持IPV6需要有一个时间周期,那这期间上网怎么办?通过NAT端口映射技术实现了ip共享。

除了IP地址之外还有一个叫端口,一台电脑上有一个ip地址,但可以有好几万个端口,所以搞了这一个技术,可以好几个人共享一个ip,通过ip和端口标识到一台电脑,这就是端口映射,所以目前来说大家上网都是通过NAT端口映射技术。

公司搞一个路由器很多人上网了,其实都是共享一个ip;小区可能一栋楼共享一个ip,和旁边的邻居其实都是共享一个ip,供应商都给分配好了。

一共有43亿ip地址,这些ip地址是分类的。

ip地址是由网络位和主机位构成。

网络位是用来标识网段的,主机位是用来标识具体主机的,山东省菏泽市是一个区域范围,不是具体到某一户,前面只是代表对区域的划分,现实生活中可以叫它地理区域。

ip前面3个代表网络的范围或网段,最后一位才是真正的主机(对应现实中某个区域内的住户)。

网络位是用来标识网段的,比如192.168.11.0,0表示无,这就表示一个网段。

192.168.11.4,前面3个十进制数是标识网段的,4是主机位,标识具体主机。

如果这个网段按地理位置划分,比如中国有3亿多个ip地址,比如192.168这个网段分配到山东区域,

192.168.11.0 这个主机位就一个字节,一个字节最大多少,0-255,包含的主机是2的8次方=256个,但是0是代表网段,0不能用,255也不能用,因255是特殊地址,这是一个广播地址,255地址就相当在11.0这个网段里发了一个广播,这里面的所有机器都能够收到这个广播包,它是不能配置在主机上的,所以你能用的就是1-254,一共有254个主机,11.0里面一共有254个主机。

IP地址的分类

国际上权威机构(IP地址规划局),给中国3.8亿,中国某xxxx局再进行划分,比如192给山东,100给北京,每个地方再自己去分。

IP地址根据网络号和主机号划分,分为A、B、C三类及特殊地址D、E。全0和全1都不用。

A类

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A类地址范围(1.0.0.0-126.0.0.0),第一个字节为网络号,后三个字节为主机号,该IP地址的最前面为0,所以A类地址的网络号取值于1-126(黄色的7位网络位加起来是127,所以范围是1-126)之间,一般用于大型网络。

A类地址的网络号占7位、主机号占24位,主机位代表具体的主机,相当于前面这3个字节都能存放主机,一个字节可以存放254个主机,3个字节是2的24次方=1670多万个主机,这是属于大型网络。

国家只会把这种地址分配给电信运营商、中国移动、联通,比如中国移动从国家分给的地址范围中再提供给好几亿用户使用。

B类

B类地址范围(128.0.0.0-191.255.0.0),前2个字节是网络号,后2个字节为主机号,该IP地址最前面是10,地址的网络号取值于128-191之间,一般用于中等规模的网络。

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C类

C类地址范围(192.0.0.0-233.255.255.0),前3个字节是网络号,最后一个字节是主机号,该类IP的最前面是110,地址的网络号取值于192-233之间,一般用于小型网络。

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c类是只有一个字节是主机位,前面这些都是网络位,每个c类地址的网段只能存254个主机。

D类

D类是多播地址,该类IP地址的最前面为1110,地址的网络号取值于224-239之间,一般用于多路广播用户。

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前面是224到239,后面都是255,只要看到一个地址带着255的,它就是一个广播地址。

192.168.1.255代表1网段的所有主机都可以收到这个广播,就会引起广播风暴,因为不断的发广播包,就会把网络拥堵塞。

这个其实咱们一般用不到,比如路由器或交换机做一些广播的时候可能用得到。

局域网IP地址(私有地址)范围

在IP地址的三种主要分类中,各保留了3个区域作为私有地址,仅能在局域网使用,其地址范围如下:

  • A类地址
    10.0.0.0-10.255.255.255
  • B类地址
    172.16.0.0-172.31.255.255
  • C类地址
    192.168.0.0-192.168.255.255
  • 回环地址
    127.0.0.1也是本机地址,等效于localhost或本机ip。

我们电脑上配置的地址,一般都是私有地址。

大型的局域网就可以用A类的地址,大概有1600多万个地址。

B类一个网段6万5千个,16到31相当于有16个网段,6万5乘以16,也有上百万个。

C类 x.x.1.0有255个,x.x.2.0有255个,所以有255x255共6万多个地址。

规定了只能在局域网里用这些地址,不能用其他的地址,其他地址叫公有地址。

在局域网只能配置私有地址,要上网必须有公有地址,除了私有地址之外的都叫公有地址。

为什么要有私有地址?因为想上网,ip地址不够用,只能出现一个共享技术,

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想上网只能通过路由器,路由器可以做NAT映射,这么多人都可以共享一个ip,在局域网里面都是用的私有地址。

严格规定:局域网里只能是私有地址,否则可能会和公有地址冲突,所以局域网里比如用100开头的地址,路由器和电信运营商都不帮你转发,因为你在局域网使用了公有地址。

特殊的B类地址

一个特殊的B类地址段是169.254.0.0/16。

DHCP是分配IP地址的一个服务,插个网线,找到DHCP的服务器,它就自动帮你分配,有时候获取不到地址,就会自动配置一个地址即169.254.0.0/16,这个网段的地址表示没有获取到IP,不能上网。

属于同一个网段(网络号)的叫本地网络,不在同一个网段的就叫远程网络。

子网掩码

A公司100个人要上网,找运营商分配公网地址,假设运营商把193.100.100.0这个网络的地址都给你了,这个网络可以有1-254个地址,100个人上网的话,就会有154个地址浪费了。

B公司有300个人,运营商分配了一个地址193.100.101.0,这个网络共有254个地址,还有100多人没有地址用。

一个人是否可以分配一个ip?不可以,因为ip本来就不够用,所以才有共享上网的技术,多个人多台设备共享这些IP地址;实际情况是A公司只给你分5个公有IP(比如193.100.100.180-185),自己去共享;给B公司分配193.100.100.193-200,不可能让你独享一个网段,实际上都是属于这个100网段的,有250个主机,这2个公司共享,这样看起来表面没有问题,当交换机发一个广播,这个网络里的所有主机都可以收到。

为了解决这个问题,就有了路由器,路由器帮你把网络隔开,网与网之间通过路由器转发出去,路由器工作的IP层就是通过IP地址发一个广播,如果A和B公司都能收到,就意味着如果A公司中病毒了,B公司跟着遭殃。