计算机网络之IP地址、子网掩码以及网络号之间的联系与运用详解
弄了一晚上的计算机网络,终于把一些IP地址、子网掩码、以及网络号之间的联系以及它们的相关使用搞懂了,也不枉费了如此大的功夫,记录下来,当做巩固。
一、概念
首先明晰IP地址、子网掩码、网络号这几个名词的概念以及它们的表现形式。
- (1)IP地址
IP地址是一个32位的二进制数,通常被分割为4个“8位二进制数”(也就是4个字节)。IP地址通常用“点分十进制”表示成(a.b.c.d)的形式,其中,a,b,c,d都是0~255之间的十进制整数。例:点分十进IP地址(100.4.5.6),实际上是32位二进制数(01100100.00000100.00000101.00000110)。以下为IP地址的分类。
- (2)子网掩码
用IP的术语来说,互联这三个主机接口与一个路由器接口的网络形成一个子网。(在因特网文献中,子网也称为IP网络或直接成为网络)Ip编址为这个子网分配一个地址:233.1.1.0/24,其中的/24记法,有时称为子网掩码(networkmask),指示了32比特中的最左侧24比特定义了子网地址。通俗来讲,子网掩码用来指明一个IP地址的哪些位标识的是主机所在的子网,以及哪些位标识的是主机的位掩码。
子网掩码不能单独存在,它必须结合IP地址一起使用。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。
子网掩码是一个32位地址,用于屏蔽IP地址的一部分以区别网络标识和主机标识,并说明该IP地址是在局域网上,还是在远程网上。
子网掩码——屏蔽一个IP地址的网络部分的“全1”比特模式。对于A类地址来说,默认的子网掩码是255.0.0.0;对于B类地址来说默认的子网掩码是255.255.0.0;对于C类地址来说默认的子网掩码是255.255.255.0。
通过子网掩码,就可以判断两个IP在不在一个局域网内部。
子网掩码可以看出有多少位是网络号,有多少位是主机号
(3)网关
网关(Gateway)又称网间连接器、协议转换器。网关在网络层以上实现网络互连,是最复杂的网络互连设备,仅用于两个高层协议不同的网络互连。网关既可以用于广域网互连,也可以用于局域网互连。 网关是一种充当转换重任的计算机系统或设备。使用在不同的通信协议、数据格式或语言,甚至体系结构完全不同的两种系统之间,网关是一个翻译器。与网桥只是简单地传达信息不同,网关对收到的信息要重新打包,以适应目的系统的需求。同层–应用层。
(4)联系
IP地址=网络地址+主机地址
网络地址=将Ip地址转成二进制和子网掩码进行与运算
【注】网关实质上是一个网络通向其他网络的IP地址
二、例子
【1】按照子网掩码分割网络号和主机号
例子网掩码为:255.255.255.224
,Ip地址为202.112.14.137
首先将其转化为二进制
11111111 11111111 11111111 11100000
可知其网络号27位,主机号5位。
然后将IP地址转换为二进制格式11001010 01110000 000011110 10001001
然后将子网掩码与IP地址进行与运算(00->0,01->0,11->1,10->0)可得
11001010 01110000 00001110 10000000
则可得其网络号为202.112.14.128
【2】子网划分与连通性测试
某单位一个局域网中,使用交换机连接了4台计算机,它们的网络参数(IP地址/子网掩码)配置如图所示,请完成如下问题:
(1) 对四个IP地址进行分析,哪些地址位于同一个子网,哪些地址网络地址相同,但是子网掩码不同。
因 网络地址=将IP地址转成二进制和子网掩码进行与运算所得,故 可得下表:
序号 | IP地址 | 子网掩码 | 网络地址 |
---|---|---|---|
A | 210.100.1.10 | 255.255.255.128 | 210.100.1.0 |
B | 210.100.1.131 | 255.255.255.128 | 210.100.1.128 |
C | 210.100.1.20 | 255.255.255.0 | 210.100.1.0 |
D | 210.100.1.145 | 255.255.255.0 | 210.100.1.0 |
由此表可得,主机A、B、D的IP地址在同一子网中,主机A、C所在的网络地址相同,子网掩码不同。
(2) 主机之间互相ping,列出结果,并认真分析原因。
测试主机 | A | B | C | D |
---|---|---|---|---|
A | 通 | 不通 | 通 | 通 |
B | 不通 | 通 | 不通 | 通 |
C | 通 | 不通 | 通 | 通 |
D | 通 | 通 | 通 | 通 |
当网络间进行通信时,A、B、C、D之间分别发送数据,如需确定是否在同一网络,则用某台主机的网络号与另一台主机的子网掩码进行与运算,观察网络号与与运算的结果是否相同。
例:当B向A发送数据的时候,将B的子网掩码与A的IP地址进行与运算可得
结果210.100.1.0此时,A认为B不与自己在一个网络中,故此时将数据转发给网关,同理可得,当B、C互Ping时,不通。有如B向D发送数据时,将B的子网掩码与D的IP地址进行与运算,得210.100.1.128,与B的网络地址是一致的,此时即认为B与D在同一个网络中,可以互相Ping通,其他同理可得。
三、参考文献
【1】IP地址、子网掩码、网络号、主机号、网络地址、主机地址以及ip段/数字-如192.168.0.1/24是什么意思?
【2】计算机网络自顶向下方法第七版