简述IP地址的结构及子网掩码
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简述IP地址的结构及子网掩码
TCP/IP协议是解决异种网络之间通讯问题的一个工业标准协议集。
其中TCP(传输控制协议)和IP(互联网络协议)是两个重要的协议。
IP地址和子网掩码是
TCP/IP协议中的十分重要的参数。
随着网络规模的扩大,网络用户不断增多,网络管理的难度也越来越大。
因此,网络管理者通过合理配置IP地址和子网掩码来管理网络就显得非常重要了。
●IP地址的结构与类型
IP地址由4个字节组成,用于标识网络中主机。
每个字节由8位数字串构成,字节间用小数点分隔。
每个IP地址包括两部分:网络ID和主机ID。
网络ID用于标识同一个物理网络上的所有主机,主机ID用于标识网络中的一个主机。
在网络中主机地址对于网络ID是唯一的。
IP地址的结构如下图所示。
为适应不同规模网络要求,根据网络ID和主机ID不同的划分方式,IP地址定义了5种不同的IP地址类型,即A类、B类、C类、D类和E类IP地址。
A类:IP地址由1个字节的网络ID和3个字节的主机ID组成,网络ID的最高位置为“0”。
A类地址一般用于拥有大量主机的网络。
B类:IP地址由2个字节的网络ID和2个字节的主机ID组成,网络ID的最高位置为“10”。
B类地址常用于中等规模的网络。
C类:IP地址由3个字节的网络ID和1个字节的主机ID组成,网络ID的最高位置为“110”。
C类地址通常用于小型局域网。
D类:IP地址通常用于多点传送,IP地址的高端置为“1110”。
E类:E类IP地址是实验地址,保留将来使用,IP地址的高端置为“1111”。
IP地址的类型及特征如表1所示。
●子网掩码
为了方便有效的网络管理,通过定义子网掩码,把同一个网络分成若干个子网进行管理,每个子网使用不同的IP地址。
子网掩码把IP地址中主机ID分成两部
分:一部分用于标识子网,一部分用于标识子网中的主机。
与IP地址类似,子网掩码也由4个字节32位地址组成,用于屏蔽IP地址中的网络ID和主机ID的一部分,以指明主机IP地址是在局域网上还是在远程网上。
在TCP/IP传送数据时,本地主机的IP地址与子网掩码进行“与”操作,目标主机的IP地址也与同一个子网掩码进行“与”操作,若结果相匹配,则TCP/IP将判断出目标主机和本地主机在同一个子网内,数据被传送到局域网上的目标主机。
若结果不匹配,TCP/IP认为目标主机和本地主机不在同一个子网内,数据将被传送到缺省网关的IP地址并传送到远程网中的目标主机。
因此,合理定义子网掩码可以方便有效的进行网络管理。
子网掩码的定义方法是:首先定义网络中子网的数目;将子网数目转化为二进制格式;并记下二进制数的位数,再将IP地址中主机ID的高位置为“1”即可。
以B类网络的IP地址为例:若定义有6个子网的网络,将6转化为二进制数是“110”,需占3位,则它的子网掩码为
“111111.11111111.11100000.00000000”,将它转化成十进制数即为
255.255.224.0。
由于子网掩码占用IP地址中主机ID的一部分,因此,子网数目越多,则每
个子网中的主机数就越少。
子网数的计算方法如下:2x
-2,X为掩码中主机部分0
的个数。
如子网掩码为“111111.11111111.11100000.00000000”,每个子网的个
数为213
-2=8190。
子网数与每个子网拥有的主机数的关系见表2。
定义子网IP地址范围的方法为:将子网掩码所用的最低位转化为十进制数,每个子网的IP地址以此十进制数为基础依次增加,IP地址的终止值比下一轮的起始值小“1”。
例如:有6个子网的B类网络的子网掩码为“11111111.11111111.11100000.00000000”,把它的最低位“100000”转化为十进制数为“32”,每个子网的IP地址范围见表3。
表3IP地址定义范围
从以上分析可以得出这样的结论:子网的数目决定了子网掩码和每个子网所拥有的主机数,子网数目越多,子网掩码占用的主机ID的位数越多,则每个子网拥有的主机数越少。
因此,在配置TCP/IP参数时,要统筹兼顾,即要满足网络现状的需求,又要预测到网络将来的发展规模,避免因网络规模的扩大而重新进行地址分配。
合理的定义IP地址和子网掩码,使网络的管理安全有效。