IP地址的分类与寻址

IP地址:有一种标识符,被TCP/IP协议簇的IP层用来标识 连接到因特网的设备。
IP协议的第4版IPv4地址是32位地址,是连接地址,定义了每一个连接到因特网上的设备(可以认为是主机的别名),而不是主机或路由器的地址,因为如果设备移动到另一个网络,IP地址可能会改变。
地址空间:b位,地址空间2b,即主机数。
标记法:二进制标记法点分十进制标记法十六进制标记法
为了IPv4地址简洁易读,采用十进制标记法来书写,并用十进制点来分隔这些字节。
每个字节8位,因此点分十进制表示法每个数据在0和255之间。
地址层次结构:前缀+后缀;
前缀可以是固定长度,也可以是变长的;
IPv4网络标识符最早被设计为定长前缀,即分类寻址,后被废止;
变长的网络前缀被称为无类寻址;

分类寻址设计三种前缀,8、16、24。整个地址空间分为五类(ABCDE)
A类,网络前缀长度8位,第一位固定为0,因此只能使用7位做网络标识符,即2的7次幂,理论上128个网络可以拥有A类地址,首字节大小0~127,但网络前缀除固定位的其他位全0或全1为保留地址,所以可用的只有1~126
B类,网络前缀长度16位,前两位固定为10,网络标识符2的14次幂,首字节大小128~191
C类,网络前缀长度24位,前三位固定为110,网络标识符2的21次幂,首字节大小192~223
D类,多播地址,不分前后缀,前四位固定1110;
E类,预留地址,不分前后缀,前四位固定1111;

            (所谓的私有地址就是在互联网上不使用,而被用在局域网络中的地址)。
A类地址:网络地址全0的IP地址是保留地址意思为“本网络”;而网络号为127(即01111111)保留作为本机软件回路测试之用:127.0.0.0~127.255.255.255
网络ID为10.0.0.0的地址10.0.0.0~10.255.255.255为私有地址

B类地址:169.254.0.0到169.254.255.255是保留地址。如果你的IP地址是自动获取IP地址,而你在网络上又没有找到可用的DHCP服务器,这时你将会从

169.254.0.1到 169.254.255.254中临时获得一个IP地址。
 172.16.0.0到172.31.255.255是私有地址

C类地址:192.168.0.0到192.168.255.255是私有地址

为解决地址耗尽问题,提出子网化超网化
子网化:A类或B类的大地址被分为几个子网,每个子网有一个比原网络更大的网络前缀长度。
A类网络被二次分配四个子网,那么每个子网有10个前缀,第9第10位,是0或1,正好4种。
超网化:C类地址(256个地址,即每个网络主机个数少)组合成一个较大的网络

问题

子网化:大组织不愿意将未使用的地址分割给小组织;
超网化:分组路由更加困难。
分类寻址有很多问题被废止,但有一个优势:
给一个地址,容易找到地址所属的类,不需要额外信息来提取前后缀;

地址耗尽长期解决办法:IPv6;短期解决办法:IPv4无类寻址;

IPv4的无类寻址:
前缀可变,0~32,网络大小与前缀长度成反比。
一个A类地址一旦确定,其前8位就确定了,故可以看做是前缀长度为8的无类寻址。
同理,B类地址可以看做是前缀长度为16的无类寻址。
前缀长度的确定:
1.斜杠标记法无类域间路由CIDR策略
字节.字节.字节.字节/n //其中n为前缀长度,表征网络长度,32-n表征地址空间,即可容纳的主机数
地址数量:N = 2的32-n次幂;
首地址:前缀n不变,后缀32-n全为0;
末地址:前缀n不变,后缀32-n全为1。
2.地址掩码
掩码为255.255.0.0,则网络号:前16位.0.0;广播地址:前16位。1.1。

IP地址分两部分: 网络ID+主机ID
比如192.168.1.100/24这个IP地址,掩码为:255.255.255.0
所以它的网络ID是:192.168.1.0 而主机ID为:0.0.0.100
而192.168.1.0是不能作为主机IP用的,它代表192.168.1.0这个子网,这个子网可用IP范围是
192.168.1.1-192.168.1.254 一头一尾都不能用。192.168.1.0代表网络ID,而192.168.1.255是广播地址。

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