IP / 子网掩码 / 网关

[TOC] ## IP地址 IPv4由32位二进制组成；IPv6由128位二进制组成 ``` IP地址 ::= {<网络号>，<主机号>} 第一个字段是网络号，标志着主机所连接到的网络，一个网络号在整个因特网范围必须是唯一的 第二个字段是主机号，它标志着主机，一个主机号在它前面所指明的网络范围内必须是唯一的 ``` IP地址分为五大类：A类、B类、C类、D类和E类,我们最常使用的是A类、B类和C类地址  **A类地址** - IP范围：`1.0.0.0--126.255.255.255` 127网络位是本地测试地址，不能用于数据通讯。IP范围：`127.0.0.0--127.255.255.255` - A类地址的网络号第一位固定为0，网络号只有7位可以使用，可以指派的网络号是2^7-2 = 126个。 - A类地址的主机号占3个字节，每个A类网络中的最大主机数是2^24-2个,每个网络能容纳1亿多个主机。 - 网络号全是0（0000 0000）的IP地址是保留地址，意思是 **“本网络”**。 - 主机号全是0的IP地址表示是**“本主机”**所连接到的单个网络。 - 主机号全是1的IP地址表示是该网络上的所有主机 >[info] 默认子网掩码/8,即255.0.0.0 **B类地址** - IP范围：`128.0.0.0--191.255.255.255` - B类地址的前两个字节为网络号，后两个字节为主机号。 - B类地址的网络号第一、二位固定为10，网络号有14位可以使用，可以指派的网络号是2^14-1个。 - B类地址的主机号占2个字节，每个B类网络中的最大主机数是2^16-2个,每个网络能容纳6万多个主机。 - 主机号全是0的IP地址表示是“本主机”所连接到的单个网络。 - 主机号全是1的IP地址表示是该网络上的所有主机 >[info] 默认子网掩码/16,即255.255.0.0 **C类地址** - IP范围：`192.0.0.0--223.255.255.255` - C类地址的前三个字节为网络号，最后一个字节为主机号。 - C类地址的网络号第一、二、三位固定为110，网络号有21位可以使用，可以指派的网络号是2^21-1个。 - C类地址的主机号占1个字节，每个C类网络中的最大主机数是2^8-2个,每个网络能容纳254个主机。 - 主机号全是0的IP地址表示是“本主机”所连接到的单个网络。 - 主机号全是1的IP地址表示是该网络上的所有主机。 >[info] 默认子网掩码/24,即255.255.255.0 **D类地址** - IP范围：`224.0.0.0——239.255.255.255` - 用作多目的的地信息的传输，作备用 **E类地址** - IP范围：`240.0.0.0——255.255.255.255` - E类地址保留，仅作为INTERNET的实验和开发之用 ## 子网掩码 - 子网掩码的长度也是32位 - 子网掩码只有一个作用，就是将某个IP地址划分成网络地址和主机地址两部分 - 子网掩码设置过大,那么，根据子网寻径规则，很可能发往和本地主机不在同一子网内的目标主机的数据，会因为错误的判断而认为目标主机是在同一子网内，那么，数据包将在本子网内循环，直到超时并抛弃，使数据不能正确到达目标主机，导致网络传输错误； - 如果将子网掩码设置得过小，那么就会将本来属于同一子网内的机器之间的通信当做是跨子网传输，数据包都交给缺省网关处理，这样势必增加缺省网关(文章下方有解释)的负担，造成网络效率下降。 ### 实例 假设IP地址为“192.168.1.1”子网掩码为“255.255.255.0(11111111 11111111 11111111 11111111 00000000)”。其中，子网掩码的“1”有24个，代表与此相对应的IP地址**左边24位是网络号**；“0”有8个，代表与此相对应的IP地址右边**8位是主机号**。这样，**子网掩码就确定了一个IP地址的32位二进制数字中哪些是网络号、哪些是主机号** ### 最常用的两种子网掩码 **子网掩码是“255.255.255.0”的网络:** - 最后面一个数字可以在0~255范围内任意变化，因此可以提供256个IP地址。但是实际可用的IP地址数量是256-2，即254个，因为主机号不能全是“0”或全是“1”。 **子网掩码是“255.255.0.0”的网络:** - 后面两个数字可以在0~255范围内任意变化，可以提供255²个IP地址。但是实际可用的IP地址数量是255²-2，即65023个。 ### 设置合适的子网掩码 **网络的规模不超过254台电脑** 采用“255.255.255.0”作为子网掩码，现在大多数局域网都不会超过这个数字，因此“255.255.255.0”是最常用的IP地址子网掩码； **一所大学具有1500多台电脑** 可以使用“255.255.0.0” 规模超过250,但不到500 可以使用“255.255.254.0” ## 网关 **疑问** - 有网络A和网络B，网络A的IP地址范围为“192.168.1.1~192.168.1.254”，子网掩码为255.255.255.0； - 网络B的IP地址范围为“192.168.2.1~192.168.2.254”，子网掩码为255.255.255.0。 - 在没有路由器的情况下，两个网络之间是不能进行TCP/IP通信的。 - 通过网关,如果网络A中的主机发现数据包的目标主机不在本地网络中，就把数据包转发给它自己的网关，再由网关转发给网络B的网关，网络B的网关再转发给网络B的某个主机。网络B向网络A转发数据包的过程也是如此 ### 默认网关 - 一台电脑的默认网关是不可以随随便便指定的，必须正确地指定，否则一台电脑就会将数据包发给不是网关的电脑，从而无法与其他网络的电脑通信 设置方式一: **手动设置** 手动设置适用于电脑数量比较少、TCP/IP参数基本不变的情况，比如只有几台到十几台电脑。因为这种方法需要在联入网络的每台电脑上设置“默认网关”，非常费劲，一旦因为迁移等原因导致必须修改默认网关的IP地址，就会给网管带来很大的麻烦，所以不推荐使用。需要特别注意的是：默认网关必须是电脑自己所在的网段中的IP地址，而不能填写其他网段中的IP地址。 **自动设置** 自动设置就是利用DHCP服务器来自动给网络中的电脑分配IP地址、子网掩码和默认网关。这样做的好处是一旦网络的默认网关发生了变化时，只要更改了DHCP服务器中默认网关的设置，那么网络中所有的电脑均获得了新的默认网关的IP地址。这种方法适用于网络规模较大、TCP/IP参数有可能变动的网络。另外一种自动获得网关的办法是通过安装代理服务器软件（如MS Proxy）的客户端程序来自动获得，其原理和方法和DHCP有相似之处。