HCIA-Access V2.5_2_2_2网络通信基础_IP编址与路由
网络层数据封装
首先IP地址封装在网络层,它用于标识一台网络设备,其中IP地址分为两个部分,网络地址和主机地址,通过我们采用点分十进制的形式进行表示。
IP地址分类
对IP地址而言,它细分为五类,A,B,C,D,E,A类IP地址,前8位是网络位,后24位是主机位,另外0这一段通常是保留的,127这一段用于环回测试地址,所以A类IP地址的范围是1.0.0.0到126.255.255.255.255,掩码是前8位,是网络位。
对于B类IP地址,前16位是网络位,后16位是主机位,并且前两位固定是10,所以B类的IP地址算出来就是128.0.0.0到191.255.255.255。
而对于C类IP地址,前24位是网络位,后8位是主机位,前三位固定是110,所以算出来C类IP地址范围就是192.0.0.0到223.255.255.255。前24位是网络位。
D类是我们的组播地址,后面的IPTV业务就通过组播地址来承载,组播地址前4位是固定的1110,算下来结果就是224.0.0.0到239.255.255.255.255。
E类通过用于科研。240.0.0.0到255.255.255.255。
我们平时在使用的时候主要使用A B C类IP地址,是不是所有的ABC类的地址都可以直接分配给主机使用呢。
特殊的IP地址
有一些特殊的IP地址是不能直接分配给我们的主机的, 第一类就是网络地址,网络地址就是网络位任意,主机位全0的就代表的是网络地址。比如,1.0.0.0, 1开头的是一个A类IP地址,A类IP地址前8位是网络位,后24位是主机位,后24位全为为0,那么这个时候代表的就是一个网络地址。
第二类地址就是广播地址,广播地址就是网络位任意主机位全是1,代表的就是广播地址,比如128.1.255.255,128开头的是一个B类地址,B类地址前16位是网络位,后16位是主机位,主机位全1,255就是8个1,主机位全1代表的就是一个广播地址,这个地址也不能直接分配给主机,每一个网段都会有一个网络地址和一个广播地址,这两个地址是不能分配给PC使用的,127这一段是环回测试地址。还有全0代表的是所有网络,通过在华为路由器里面用于指定默认路由。
最后一类就是全1,全1也代表的是一个广播地址,以上所有的地址都不能直接分配给PC。
私有地址
除此之我上,还从A B C类中抠出了一些作为私有地址在企业内部使用,私网地址是不能出现在公网的路由表中的,那么包括以下的三类,那么在公网上是没有私网路由的,私网地址要要访问公网是需要做NAT转换的。
掩码介绍
平时,我们在写IP地址的时候,除了写IP地址, 可能还会写掩码,那么掩码是干什么用的呢?它就是用来标识网络位和主机位,1代表网络位,0代表的是主机位,所以对于A类IP地址来说,前8位是网络位,所以A类IP地址,它的掩码就是255.0.0.0.而B类前16位是网络位,所以前16位掩码都是1,那么写出来255.255.0.0,而C类的掩码就是三个255加一个0。
有类IP地址和无类IP地址
总结一下ABC类IP地址可以支持的主机数,公式就是2的N次方减2,N就等于主机位数。
首先是A类IP地址,前8位是网络位,后24位是主机位,所以A类IP地址它可以容纳的主机数就是2的24次方减2,而对于B类来说,它可以容纳的主机数是2的16次方减2,它的前16位就是网络位,后16位是主机位,所以主机位数是16,而对于C类IP地址来说,它前24位是网络位,后8位是主机位,所以它可以容纳的主机数是2的8次方减2。
假设一下现在有两个路由器,它们要实现网络的互联,肯定是需要配置接口IP地址的,现在的网络其实我们只需要两个IP地址,分别配在两个路由器的接口上,但是在A B C 类ip地址划分的时候,其实可以看到每一个子网至少可以支持的主机数量是2的8次方减2 ,在这种情况下,如果我拿一个C类的IP地址分配在路由器的接口上,可能会出现什么问题,我其实只需要两个IP地址,但是你给了我一个C类的IP地址,那么有250多个IP地址其实是浪费掉了,所以你有没有发现ABC类IP地址可能会存在一些问题,可以会导致IP地址的浪费,所以在这个基础上我们就提出了无类IP地址,这就打破了传统的ABC类固定的网络长度,它的网络位是可以任意变换的,可以根据网络需求变成/30位,/28位,/26位,所以在这个图中,我就可以把我的掩码变换成/30位,我就给它直接配置一个192.168.1.0,掩码是/30位,这样的话我就可以左边地址可以配置成192.168.1.1,右边的接口就可以配置成192.168.1.2,而.5.6这些IP地址就可以配给其它的网段。
无子网的编址
第一个就是无子网的编址,也就是使用纯自然掩码不对网络进行细分,那么这绵掩码是固定的,8位,16位,24位,那么我们前面也说了,这种方式其实是会造成IP地址的浪费,所以现网主要采用第二种无类IP地址。
无类IP地址
网络管理员可以根据网络的需要,借用主机的位数,充当网络位,如图B类IP地址,它原本的话前16位是网络位,后16位是主机位,那么我在使用的时候,管理员就可以根据需要,比如说我现在借用5位主机位,让它变成网络位,那这个时候我的网络位的话,就可以根据需要变成21位,而主机位的话就变成11位,那么这个子网可以容纳的主机数就是2的11次方减2,这就是无类IP地址。
子网掩码的表示方法
网络位变了,掩码也会产生变化,掩码就不再是固定的255.0.0.0和255.255.0.0以及255.255.255.0,它就可以变成图中255.255.255.240。
IP地址的进制转化
在子网划分时,最重要的就是掌握十进制和二进制数值的变化, 每8位二进制数值对应一位十进制数值,并且每8位都对应不同的十进制数值,如图可以看到每8位二进制是对应一位十进制数值,并且每一位都有相应的数值,我们在进行二进制转换的时候,只需要把置1的对就的数值累加,就可以变成十进制数值,比如说这边第一位置1代表的是2的7次方,第二位置1代表的是2的6次方,我只要把这两个数值相加,其它的全都是0,得到的结果就是192。
路由器的作用
路由器工作在网络层,它的作用就是实现网络的互联,那么它主要就是依靠路由表,将我们的数据转发到目的地,除此之我,路由器还有一些其它特点,比如子网间的速率适配,还有隔绝网络,因为每一个路由器的接口都是对应的一个网段,另外路由器也可以配置一些策略,提高网络的安全性。
路由器的工作过程
路由器的原理是依靠路由表进行转发,那么路由表的来源可参是静态配置的,也可以是动态路由协议产生的,那么常见的路由协议就是 OSPF,RIP IS-IS,BGP等等,路由表中主要包含了以下内容,目的地址,网络掩码,输出接口,下一跳,当然除此之外还有其它的一些内容。
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