IP地址管理

时间:2024-03-11 10:36:02

一. IP相关概念

  • 它们可唯一标识 IP 网络中的每台设备
  • 每台主机(计算机、网络设备、外围设备)必须具有唯一的地址
  1. IP地址由两部分组成:      
                网络ID:
                        标识网络
                        每个网段分配一个网络ID
                主机 ID:
                        标识单个主机
                        由组织分配给各设备

          2. IP地址分类(IPv4 32位)

             A类:
               0 000 0000 - 0 111 1111: 0-127      前八位表示A类网络ID,第一位0固定,其他七位可变
               网络数:128                     其中 0.0.0.0表示本地地址,127.0.0.1表示本地回环地址,因此0.x.x.x 和127.x.x.x 网段不可分配给其他主机使用,可用网段为 1-126
               每个网络中的主机数:2^24-2        每个网段中的 x.0.0.0 地址(表示网段号)和 x.255.255.255地址 (表示本网段广播地址) 不可分配
               默认子网掩码:255.0.0.0
               私网地址:10.0.0.0
            B类:
              10 00 0000 - 10 11 1111:128-191   前十六位表示网络ID,其中前两位 10 固定,其他十四位可变
              网络数:2^14
              每个网络中的主机数:2^16-2
              默认子网掩码:255.255.0.0
              私网地址:172.16.0.0-172.31.0.0
           C类:
              110 0 0000 - 110 1 1111: 192-223   前24位表示网络ID,其中前三位110 固定,其余21位可变
              网络数:2^21
              每个网络中的主机数:2^8-2
              默认子网掩码:255.255.255.0
              私网地址:192.168.0.0-192.168.255.0
           D类:组播(不能给主机用)
              1110 0000 - 1110 1111: 224-239
           E类:(保留地址)
              240-255
           特殊地址:
             0.0.0.0
                 0.0.0.0不是一个真正意义上的IP地址。它表示一个集合:所有不清楚的主机和目的网络。
             255.255.255.255
                 限制广播地址。对本机来说,这个地址指本网段内(同一广播域)的所有主机
             127.0.0.1~127.255.255.254
                 本机回环地址,主要用于测试。在传输介质上永远不应该出现目的地址为“127.0.0.1”的 数据包。
             224.0.0.0到239.255.255.255
                 组播地址,224.0.0.1特指所有主机,224.0.0.2特指所有路由器。224.0.0.5指OSPF 路由器,地址多用于一些特定的程序以及多媒体程序
             169.254.x.x
               如果Windows主机使用了DHCP自动分配IP地址,而又无法从DHCP服务器获取地址,系统会为主机分配这样地址
 
        3. 无类网络地址(IP地址不按类别划分,即网络ID,主机ID不确定;打破了有类地址的局限性)
                
             CIDR: 无类域间路由表示法    IP/网络ID位数
             netmask(子网掩码): 32位二进制数,网络ID位数,netmask对应位为1,主机ID位数,netmask对应位为0;即netmask可以判断网络ID的位数,通常用十进制表示
                        10000000:128 ;11000000:192;11100000:224;11110000:240;11111000:248;11111100:252;11111110:254;11111111:255
             划分子网:一个大网络(主机ID位数多,网络ID位数少)划分成多个小网络(主机ID位数少,网络ID位数多),网络ID位向主机ID位借N位,划分成2^N个小网
             合并超网:多个小网合并成一个大网,主机ID位向网络ID位借位(优化路由表IP地址管理)
       
        4. 计算公式
       
            1)网络(网段)数量=2^可变网络ID位数
             2)一个网络的主机数量=2^主机ID位数-2=2^(32-网络ID位数)-2
             3)网络ID=IP与子网掩码netmask (ip 和 子网掩码进行二进制与运算)
             4)  划分子网数=划分成2^N个(网络ID位向主机ID位借N位)

二. 例题

          1.  200.222.123.23/26
                  1)netmask? 255.255.255.192
                  2)主机数?2^(32-26)-2=62
          2. 求 A 172.20.222.123/20 和B 172.20.230.100/20 的netid(网络ID)
                  解题思路: 将A 和 B网络转化位二进制表示,并与11111111.11111111.11110000.00000000做与运算
                  结果: A:netid=172.20.208.0      B:netid=172.20.224.0
          3.  A 192.168.1.100/16 与 B 192.168.2.100/24 是否在同一网段?
               A-->B :A访问B时,并不知道B网络的子网掩码,默认按自己的子网掩码判断是否处于同一网段;结论:在同一网段
               B-->A: B访问A时,并不知道A网络的子网掩码,默认按自己的子网掩码判断是否处于同一网段;结论:不在同一网段
          4. 192.168.199.111/21
             1) 网络ID:192.168.192.0            
             2) netmask:255.255.248.0
             3) 主机数:2^11-2=2046
             4) min ip,max ip (主机ID全为0或全为1要排除)
                  192.168.11000 000.00000001 192.168.192.1/21
                  192.168.11000 111.11111110 192.168.199.254/21
          5.  222.111.188.123  netmask:255.255.255.192
             1)网络ID:222.111.188.64
             2)CIDR:222.111.188.123/26
             3)主机数:2^(32-26)-2=62
             4)Min IP,222.111.188.65 Max IP:222.111.188 126
                        222.111.188.01 000001 222.111.188.65
                        222.111.188.01 111110 222.111.188 126
          6. 10.0.0.0/8 划分32个子网给32个省公司使用
            1)新的子网netmask:255.248.0.0
                        32=2^N
                        N=5
                        新子网网络ID位数:8+5=13
                        255.248.0.0
            2) 新的子网:min netid,max netid
                 10.00000 000.0.0 10.0.0.0/13 min netid
                 10.11111 000.0.0 10.248.0.0/13 max netid
            3) 新的子网存放最多的主机数是多少?
                主机ID=32-13=19
                2^19-2=52万
            4)max netid IP:min ip ,max ip ?
               10.11111 000.0.1           minip:10.248.0.1
               10.11111 111.255.254   maxip:10.255.255.254
          7.  河南省10.248.0.0/13,划分17个子网给17个地市使用
            1)新的子网netmask:255.255.11000000.0    255.255.192.0
                    新子网网数位数:
                             2^N>=17,N=5
            2) 新的子网:min netid,max netid
                   10.11111 000.00 000000.0  10.248.0.0/18  1
                   10.11111 100.00 000000.0  10.252.0.0/18  17    第17个子网
                   10.11111 111.11 000000.0  10.255.192.0/18
            3) 新的子网存放最多的主机数是多少?
                  主机ID位=32-18=14
                  2^14-2=16000
            4)max netid IP:min ip ,max ip ?
                  10.252.0.0/18
                  10.11111 100.00 000000.1                minip:10.252.0.1/18
                  10.11111 100.00 111111.11111110  maxip:10.252.63.254/18
          8.  合并 192.168.000000 01.0/24 ;192.168.000000 10.0/24 子网
                   192.168.0.0/22