基本功:彻底理解IP地址分类与CIDR
feilongw 2024-12-23 09:35 5 浏览 0 评论
引言
在沟通生产网络部署的时候,应用开发人员在与网络管理员沟通中经常会遇到很多术语,如何不能很好理解相应的概念沟通起来就会非常费劲,经常遇到的问题如:
- A、B、C类地址是什么?
- 什么是子网掩码?
- 什么是CIDR?
往下看,本文将对这些术语的来龙去脉进行详细解释。
一、网络地址分类
在internet中,无论想要访问一个终端或者被一个终端访问,都需要一个唯一的标志,也就是IP地址(Internet Protocol Address)。终端之间的互联使用路由器进行转发,路由器维护着一张路由表,路由表记录着IP地址的路由关系,收到请求后根据目的地址IP和路由表决策进行分发。
由于全世界的终端数量是非常恐怖的,如果每个终端都分配一个不规则的IP地址,那么路由表就记录全世界的IP地址,这是一个庞大的数字,路由表将会非常的大,造价和性能都是挑战,对于路由器来说是难以承受的。
于是为了方便寻址,就出现了网络号和主机号,也就是将IP地址分为网络地址+主机地址,网络地址用于标志一个网络,主机地址用于标志网络内部的终端,这样子一来路由器只需要维护一个网络地址的方向就可以找到拥有同个网络地址的所有IP对应的终端了。
当区分网络地址和主机地址以后,为了适应不同的网络需要,例如有些大型企业或者政府机构需要大型网络,有些小企业只需要一个小网络,如果固定了网络地址位数和主机地址位数,那么势必有些使用场景会有地址不够的情况,有些则会有浪费的情况,于是网络地址和主机地址的位数就变成了动态可变化的,这就人为进行了分类,于是就出现了ABCDE五类网络地址,分别适用于不同的使用场景。
如何来区分A、B、C类IP地址呢?我们知道IP是32位的二进制,常用点分十进制的写法,例如192.168.56.11,那么可以简单的通过这四段号码来进行区分:
- A类地址:在IP地址的四段号码中,第一段号码表示网络地址,剩下的三段号码表示主机地址,即用二进制表示时由1字节的网络地址和3字节主机地址组成,网络地址的最高位必须是“0”。A类IP地址中网络地址的标识长度为7位,主机标识的长度为24位。由于只有7位的网络地址标识,A类网络地址数量较少,可以用于主机数达1600多万台的大型网络。 A 类占整个地址空间的 50%。 然而,只有 126 个组织可以分配 A 类网络地址。 有趣的是,每个组织都可以为 16,000,000 台主机提供地址。 超大型组织会分配整个 A 类地址块。 时至今日,仍有公司和政府组织拥有 A 类地址。 例如,通用电气公司拥有 3.0.0.0/8,苹果电脑公司拥有 17.0.0.0/8,美国 邮政总局拥有 56.0.0.0/8。
- B类地址:在IP地址的四段号码中,前两段号码为网络地址,剩下的两段号码表示主机地址。如果用二进制表示IP地址的话,B类IP地址就由2字节的网络地址和2字节主机地址组成,网络地址的最高位必须是“10”。B类IP地址中网络的标识长度为14位,主机标识的长度为16位,B类网络地址适用于中等规模规模的网络,每个网络所能容纳的计算机数为6万多台。 B 类占整个地址空间的 25%。 最多 16,384 个组织可以分配 B 类网络地址,每个网络可以支持 65,534 台主机。 只有那些特大型的公司/组织或政府部门有可能会使用到所有 65,000 个地址。 与 A 类网络类似,B 类地址空间浪费许多 IP 地址。
- 一个C类IP地址是指,在IP地址的四段号码中,前三段号码为网络号码,剩下的一段号码为本地计算机的号码。如果用二进制表示IP地址的话,C类IP地址就由3字节的网络地址和1字节主机地址组成,网络地址的最高位必须是“110”。C类IP地址中网络的标识长度为21位,主机标识的长度为8位,C类网络地址数量较多,适用于小规模的局域网络,每个网络最多只能包含254台计算机。 C 类占整个地址空间的 12.5%。 许多组织可以获得 C 类网络,但是限于它们能够连接的主机总数。 事实上,在许多情况下,C 类地址对于大多数中型企业来说通常太小。
类别 | 最大网络数 | IP地址范围 | 有效IP地址范围 | 单个网段最大主机数 | 预留IP | 私有IP |
A | 126(2^7-2) | 1.0.0.0-127.255.255.255 | 1.0.0.1-127.255.255.254 | 16777214 | 1.0.0.0、127.255.255.255 | 10.0.0.0-10.255.255.255 |
B | 16384(2^14) | 128.0.0.0-191.255.255.255 | 128.0.0.1-191.255.255.254 | 65534 | 128.0.0.0、191.255.255.255 | 172.16.0.0-172.31.255.255 |
C | 2097152(2^21) | 192.0.0.0-223.255.255.255 | 192.0.0.1-223.255.255.254 | 254 | 192.0.0.0、223.255.255.255 | 192.168.0.0-192.168.255.255 |
可以发现1.0.0.0、128.0.0.0和192.0.0.0都不在有效可使用的地址范围内,这是因为这几个地址都是各网络分类的网络地址,指代了这个网络。
127.255.255.255、191.255.255.255和223.255.255.255同样不在有效IP地址范围内,因为他们属于该对应网络的广播地址。
按照规定主机位全为0的时候为其网络地址,全为1为该网络的广播地址,这个两地址是保留的不能分配给设备使用。
A类地址的网络数为2^7-2,减掉的2个一个是全0的情况,一般情况下从1开始,所以全0不计算在内,另外一个是127的网络,127一般用于本机回环,也不计算在可用范围内。
- D类地址:D类地址比较特殊,主要用于多点广播(Multicast,也称为多播)之中作为多播组IP地址,所以也被称为广播地址,它的第1个字节的前四位固定为1110,IP地址范围为:224.0.0.0-239.255.255.255。
- E类地址:主要保留用于实验或者将来使用,它的第1个字节的前四位固定为1111,IP地址范围为:240.0.0.0-255.255.255.254。
每一类地址都有一段私有IP,一般不用于公网而是被用于私有局域网,例如C类地址的192.168.0.0-192.168.255.255就是比较常见的局域网地址。
B类地址中169.254.0.0-169.255.255.255属于保留地址,如果终端配置了通过DHCP自动获取IP地址,但是又找不到DHCP服务器,那么就会从169.254.0.0-169.255.255.255临时获取一个地址。
二、子网掩码
上面说到路由器通常要建立一个转发表来确定如何将请求转发到不同的主机,主机数越多,转发表也就越大,路由器的性能压力越大,所以针对每个IP进行映射的方案存在缺陷。另外,不管一个网络内部的主机数量多少,至少都需要分配一个C类的网络地址,网络内的地址浪费严重。那有没有什么解决方案呢?答案就是子网掩码。
通过设定子网掩码,指定一个IP地址哪些位标识的是网络地址,哪些位标识的是主机地址,网络地址相同的IP地址被认为是同一个网络,可以在无路由的情况下相互通信,通过这种方式认为地将一个比较大的网路划分了子网,减少了网络上的通信量,一些较大的企业内部也经常采用这种方式进行子网的划分,更加方便管理,子网掩码也叫做地址掩码。
子网掩码也是一个32位的2进制数,可以写成点分十进制的方式,其对应网络地址的所有位都位1,对应主机地址的所有地位都为0,将32位的子网掩码与IP地址进行二进制形式的按位逻辑与运算得到的就是网络地址,将子网掩码二进制按位取反然后与IP地址进行二进制的逻辑与(AND)运算得出的就是主机地址。按照这种方法,可以知道A类地址的子网掩码是255.0.0.0,B类地址的子网掩码是255.255.0.0,C类地址的子网掩码是255.255.255.0。
三、CIDR的出现
子网掩码虽然解决了路由表的问题,但是网络内还是存在大量的IP浪费,并且在实际的应用中,很多的管理员已经讲子将掩码配置成了不定长的形式,实际上A、B、C、D、E的分类名存实亡了。
CIDR的出现非常好地解决了IP浪费和管理上的问题,其全称是Classless Inter-Domain Routing,即无类别域间路由,是基于可变长子网掩码VLSM来进行任意长度的前缀的分配的,它使得我们可以将一些不同类别的IP地址合并为一个“超网”地址,打破不同类别网络地址间的界限,这样子的话原网络分类在不同网络内的未被利用的IP就可以组成一个“超网”对外提供。
CIDR采用的是IP/x,x指的是前x位为网络前缀,例如192.168.0.1/24,前24位为网络地址,后8位为主机地址。令主机地址分别为全0和全1就可以得到一个CIDR地址块的最小地址和最大地址,令网络前缀全1,主机地址全0,就可以得到子网掩码。
- 上一篇:波特率和网络地址定义 何谓波特率
- 下一篇:网络工程师必须知道的那些特殊IP地址
相关推荐
- win7如何录屏?手把手教你怎么录制电脑屏幕
-
现在大部分人的电脑是win10系统,但仍有小伙伴的电脑是win7电脑,有时候也需要对电脑屏幕进行录制。那你知道win7如何录屏吗?虽然win7电脑不像win10电脑有自带的录屏工具XboxGame...
- Windows系统必会的八个快捷键,让你效率提升数倍
-
前言:当电脑开启十几个窗口,你还在一个一个的最小化窗口时,别人可以瞬间回到电脑桌面;当电脑开启十几个窗口,你还在一个一个的最小化窗口再试图打开[我的电脑]窗口时,别人在你还没有最小化第一个窗口时已经打...
- 7个超实用的电脑截图快捷键
-
大家在截图时,最常用的就是QQ的截图方法。QQ可以说是聊天软件里截图功能做得最好的,截图软件里聊天功能做得最好的。其截图功能既简单又好用,只需要一个快捷键「Ctrl+Alt+A」。确定好截图窗口,鼠...
- Windos快捷键
-
办公软件中的快捷键我们了解不少,关于Windows系统的操作快捷键你知道几个呢?一、【Win+D】:快速切换到系统桌面(再按一下就可以返回到之前的页面)二、【Win+M】:最小化所有窗口(此组合键无法...
- 电脑Win键失灵没反应怎么修复?3步优化轻松修复
-
最近突然发现按键盘上的“Win键”失灵了,没有任何反应。这么一来很多和Win键相关的组合快捷键都使用不了了,比如:Win+R,Win+S,Win+I,Win+E,Win+Q。是我键盘坏了吗?我换了别的...
- Win7电脑的5大截屏方式,总有你不知道的!
-
有时需要将电脑屏幕上的内容截取下来,该怎么操作呢?或许你会用QQ截图,但其实windows系统已经自带了截图哦,今天我就为大家说道说道。1、按Prtsc键这样获取的是整个电脑屏幕的内容,可直接粘贴使用...
- Windows快捷键大全
-
一、常见用法:F1 显示当前程序或者windows的帮助内容。F2 当你选中一个文件的话,这意味着“重命名”F3 当你在桌面上的时候是打开“...
- win7截图快捷键有什么 win7自带截图快捷键怎么用
-
win7截图快捷键有什么?作为经典的操作系统版本,Windows7仍然被许多用户广泛使用。大家对Windows7系统的各项功能已经非常清楚,就像屏幕截屏的快捷键一样,大家也都相当熟悉。不过你是否知...
- win7音量调节窗口显示步骤
-
用户反馈在使用音量调节时,点击音量调节图标发现调节窗口不见了,下面给大家介绍显示win7音量调节窗口步骤。 1、同时按下快捷键“win+r”打开运行窗口,输入“regedit”命令并回车,如下图所示...
- Win7电脑如何快速截图
-
日常工作中经常需要截图,都都要借助第三方软件来截图,下面说一下Win7电脑全屏截图及部分截图的方法。将键盘的屏幕截图按钮PrScrn按钮,按PrScrn按钮截取整个屏幕,Ctrl+PrScr...
- 系统小技巧:为软件让路 关闭系统Win+快捷键
-
一些软件使用Win键加某个键作为快捷键来调用某个功能,但有时软件中所用快捷键与系统快捷键发生冲突,造成软件快捷键无法使用,尤其是早期开发的软件与Windows10之间的这种冲突比较普遍。如果暂时关闭...
- Win7电脑怎么快速锁屏?一个锁屏快捷键,帮你轻松锁定防偷看
-
平时我们在使用Win7系统电脑来进行学习或者是工作时,我们往往会因为有会议要开,或者是有事情要做,从而需要离开电脑。但是如果此时电脑上正在编辑很重要的文档,那么此时让电脑锁屏,不仅可以防止我们的隐...
- 最佳Windows 11键盘快捷键列表
-
想用键盘在Windows11上运行吗?以下是使用快捷方式在Windows11中执行常见任务的方法。尽管Windows10中支持的几乎所有快捷方式在Windows11中都保持不变,但微软古老...
- 五分钟包学会 笔记本装Win8.1详尽攻略
-
|责编:王冬奇经过半年多的等待,我们终于迎来了Windows8.1系统的2014UPDATE1升级。在此之前Windows8和Windows7相比引入了更简单直观、易于操作的WindowsU...
你 发表评论:
欢迎- 一周热门
- 最近发表
- 标签列表
-
- excel换行 (95)
- 虚拟机安装 (78)
- web服务器安全配置 (77)
- excel2007视频教程 (82)
- 右键菜单恢复 (93)
- 启动项命令 (81)
- excel打开空白 (83)
- phpmyadmin 下载 (75)
- inventor教程 (81)
- flv文件播放 (83)
- tomcat 7 0 (82)
- 服务器正在运行中 (100)
- m3u8 (89)
- 矢量图是什么 (79)
- 静态ip怎么设置 (82)
- windows update是什么意思 (86)
- 文件切割 (77)
- filezilla_server (79)
- 裁切图片 (76)
- rank函数 (76)
- 网络地址分类 (79)
- 二维码转链接在线生成 (97)
- 字体在哪个文件夹 (78)
- solidworks工程图模板 (82)
- securecrt (77)