收集协议根底常识之八:IP协议详解(3)及网关的含义

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  做者:佚名 来源:本站原创 发布时间:2012年08月23日 点击数: 4 一、IP的觅址规则

  1、收集觅址规则

  A、 收集地址必需独一。

  B、 收集标识不克不及以数字127开头。在A类地址中,数字127保留给内部回送函数。

  C、 收集标识的第一个字节不克不及为255。数字255做为播送地址。

  D、 收集标识的第一个字节不克不及为“0”,“0”表达该地址是当地主机,不克不及传送。

  2、主机觅址规则

  A、主机标识在统一收集内必需是独一的。

  B、主机标识的各个位不克不及都为“1”,假设所有位都为“1”,则该机地址是播送地址,而非主机的地址。

  C、主机标识的各个位不克不及都为“0”,假设各个位都为“0”,则表达“只要那个收集”,而那个收集上没有任何主机。

  二、子网觅址与子网掩码

  (一)子网觅址

  如今所有的主机都要求撑持子网编址(RFC 950 [Mogul and Postel 1985])。不是把I P地址看成由单纯的一个收集号和一个主机号构成,而是把主机号再分红一个子网号和一个主机号。

  如许做的原因是因为A类和B类地址为主机号分配了太多的空间,可别离包容的主机数为

  224-2和216-2。事实上,在一个收集中人们其实不安放那么多的主机。因为全0或全1的主机号都是无效的(有其他用处),因而我们把总数减往 2。

  在I n t e r N I C获得某类I P收集号后,就由本地的系统治理员来停止分配,由他(或她)来决定能否成立子网,以及分配几比特给子网号和主机号。例如,那里有一个 B类收集地址(1 4 0 . 2 5 2) ,在剩下的16 bit中,8 bit用于子网号,8 bit用于主机号,格局如图所示。如许就容许有2 5 4个子网,每个子网能够有2 5 4台主机。

  许多治理员摘用天然的划分办法,即把 B类地址中留给主机的16 bit中的前8 bit做为子网

  地址,后8 b i t做为主机号。如许用点分十进造办法表达的 I P地址就能够比力随便确定子网号。但是,其实不要求A类或B类地址的子网划分都要以字节为划分边界。大大都的子网例子都是B类地址。其实,子网还可用于 C类地址,只是它可用的比特数较少罢了。很少呈现A类地址的子网例子是因为 A类地址自己就很少(但是,大大都 A类地址都是停止子网划分的) 。

  子网对外部路由器来说隐躲了内部收集组织(一个校园或公司内部)的细节。

  (二)子网掩码

  1.子网掩码的概念

  子网掩码是一个32位地址,用于屏障IP地址的一部门以区别收集标识和主机标识,并阐明该IP地址是在局域网上,仍是在长途网上。

  2.确定子网掩码数

  用于子网掩码的位数决定于可能的子网数目和每个子网的主机数目。在定义子网掩码前,必需弄清晰原来利用的子网数和主机数目。

  定义子网掩码的步调为:

  A、确定哪些组地址回我们利用。好比我们申请到的收集号为 “210.73.a.b”,该收集地址为c类IP地址,收集标识为“210.73”,主机标识为“a.b”。

  B、根据我们如今所需的子网数以及未来可能扩大到的子网数,用宿主机的一些位来定义子网掩码。好比我们如今需要12个子网,未来可能需要16个(24)。用第三个字节的前四位确定子网掩码。前四位都置为“1”,即第三个字节为“11110000”,那个数我们暂且称做新的二进造子网掩码。

  C、把对应初始收集的各个位都置为“1”,即前两个字节都置为“1”,第四个字节都置为“0”,则子网掩码的连续二进造形式为:“11111111.11111111.11110000.00000000”

  D、把那个数转化为连续十进造形式为:“255.255.240.0”

  那个数为该收集的子网掩码。

  默认分配的子网掩码每段只要255或0

  A类的默认子网掩码 255.0.0.0     一个子网最多能够包容1677万多台电脑

  B类的默认子网掩码 255.255.0.0    一个子网最多能够包容6万台电脑

  C类的默认子网掩码 255.255.255.0   一个子网最多能够包容254台电脑

  要想在统一网段,只要收集标识不异就能够了,那要怎么看收集标识呢?起首要做的是把每段的IP转换为二进造。(有人说,我不会转换耶,不妨,我们用Windows自带计算器就行。翻开计算器,点查看科学型,输进十进造的数字,再点一下“二进造”那个单选点,就能够切换至二进造了。)

  把子网掩码切换至二进造,我们会发现,所有的子网掩码是由一串持续的1和一串持续的0构成的(一共4段,每段8位,一共32位数)。

  255.0.0.0   11111111.00000000.00000000.00000000

  255.255.0.0  11111111.11111111.00000000.00000000

  255.255.255.0 11111111.11111111.11111111.00000000

  那是A/B/C三类默认子网掩码的二进造形式,其实,还有好多种子网掩码,只如果一串持续的1和一串持续的0就能够了(每段都是8位)。如 11111111.11111111.11111000.00000000,那也是一段合法的子网掩码。子网掩码决定的是一个子网的计算机数目,计算机公式是2的m次方,此中,我们能够把m看到是后面的几颗0。如255.255.255.0转换成二进造,那就是 11111111.11111111.11111111.00000000,后面有8颗0,那m就是8,255.255.255.0那个子网掩码能够包容 2的8次方(台)电脑,也就是256台,但是有两个IP是不克不及用的,那就是最初一段不克不及为0和255,减往那两台,就是254台。我们再来做一个。

  255.255.248.0那个子网掩码能够最多包容几台电脑?

  计算办法:

  把将其转换为二进造的四段数字(每段如果8位,假设是0,能够写成8个0,也就是00000000)

  11111111.1111111.11111000.00000000

  然后,数数后面有几颗0,一共是有11颗,那就是2的11次方,等于2048,那个子网掩码最多能够包容2048台电脑。

  一个子网最多能够包容几台电脑你会算了吧,下面我们来个逆向算法的题。

  一个公司有530台电脑,构成一个对等局域网,子网掩码设几最适宜?

  起首,无疑,530台电脑用B类IP最适宜(A类不消说了,太多,C类又不敷,必定是B类),但是B类默认的子网掩码是255.255.0.0,能够包容6万台电脑,显然不太适宜,那子网掩码设几适宜呢?我们先来列个公式。

  2的m次方=560

  起首,我们确定2必然是大于8次方的,因为我们晓得2的8次方是256,也就是C类IP的更大包容电脑的数目,我们从9次方一个一个试2的9次方是 512,不到560,2的10次方是1024,看来2的10次方最适宜了。子网掩码一共由32位构成,已确定后面10位是0了,那前面的22位就是1,最适宜的子网掩码就是:11111111.11111111.11111100.00000000,转换成10进造,那就是255.255.252.0。

  分配和计算子网掩码你会了吧,下面,我们来看看IP地址的网段。

  相信好多人都和偶一样,认为IP只要前三段不异,就是在统一网段了,其实,不是如许的,同样,我样把IP的每一段转换为一个二进造数,那里就拿IP:192.168.0.1,子网掩码:255.255.255.0做尝试吧。

  192.168.0.1

  11000000.10101000.00000000.00000001

  (那里阐明一下,和子网掩码一样,每段8位,不敷8位的,前面加0补齐。)

  IP    11000000.10101000.00000000.00000001

  子网掩码  11111111.11111111.11111111.00000000

  在那里,向各人说一下到底怎么样才算统一网段。

  要想在统一网段,必须做到收集标识不异,那收集标识怎么算呢?各类IP的收集标识算法都是纷歧样的。A类的,只算第一段。B类,只算第一、二段。C类,算第一、二、三段。

  算法只要把IP和子网掩码的每位数AND就能够了。

  AND办法:0和1=0 0和0=0 1和1=1

  如:And 192.168.0.1,255.255.255.0,先转换为二进造,然后AND每一位

  IP      11000000.10101000.00000000.00000001

  子网掩码    11111111.11111111.11111111.00000000

  得出AND成果  11000000.10101000.00000000.00000000

  转换为十进造192.168.0.0,那就是收集标识,

  再将子网掩码反取,也就是00000000.00000000.00000000.11111111,与IP AND

  得出成果00000000.00000000.00000000.00000001,转换为10进造,即0.0.0.1,

  那0.0.0.1就是主机标识。要想在统一网段,必须做到收集标识一样。

  我们再来看看那个改动默认子网掩码的B类IP

  如IP:188.188.0.111,188.188.5.222,子网掩码都设为255.255.254.0,在统一网段吗?

  先将那些转换成二进造

  188.188.0.111 10111100.10111100.00000000.01101111

  188.188.5.222 10111100.10111100.00000101.11011010

  255.255.254.0 11111111.11111111.11111110.00000000

  别离AND,得

  10111100.10111100.00000000.00000000

  10111100.10111100.00000100.00000000

  收集标识纷歧样,即不在统一网段。

  揣度是不是在统一网段,你会了吧,下面,我们来点现实的。

  一个公司有530台电脑,构成一个对等局域网,子网掩码和IP设几最适宜?

  子网掩码不说了,前面算出成果来了11111111.11111111.11111100.00000000,也就是255.255.252.0

  我们如今要确定的是IP若何分配,起首,选一个B类IP段,那里就选188.188.x.x吧

  如许,IP的前两段确定的,关键是要确定第三段,只要收集标识不异就能够了。我们先来确定收集号。(我们把子网掩码中的1和IP中的?对就起来,0和*对应起来,如下:)

  255.255.252.0 11111111.11111111.11111100.00000000

  188.188.x.x  10111100.10111100.??????**.********

  收集标识   10111100.10111100.??????00.00000000

  由此可知,?处随意填(只能用0和1填,纷歧定满是0和1),我们就用全填0吧,*处随意,如许呢,我们的IP就是

  10111100.10111100.000000**.********,一共有530台电脑,IP的最初一段1~254能够分给254台计算机, 530/254=2.086,摘用进1法,得整数3,如许,我们确定了IP的第三段要分红三个差别的数字,也就是说,把000000**中的**填三次数字,只能填1和0,并且每次的数字都纷歧样,至于填什么,就随我们便了,如00000001,00000010,00000011,转换成二进造,别离是 1,2,3,如许,第三段也确定了,如许,就能够把IP分红188.188.1.y,188.188.2.y,188.188.3.y,y处随意填,只要在1~254范畴之内,而且那530台电脑每台和每台的IP纷歧样,就能够了。

  3、计算子网掩码

  (1)操纵子网数来计算

  在求子网掩码之前必需先搞清晰要划分的子网数目,以及每个子网内的所需主机数目。

  1)将子网数目转化为二进造来表达

  2)获得该二进造的位数,为 N

  3)获得该IP地址的类子网掩码,将其主机地址部门的的前N位置 1 即得出该IP地址划分子网的子网掩码。

  如欲将B类IP地址168.195.0.0划分红27个子网:

  1)27=11011

  2)该二进造为五位数,N = 5

  3)将B类地址的子网掩码255.255.0.0的主机地址前5位置 1,得到255.255.248.0,即为划分红 27个子网的B类IP地址 168.195.0.0的子网掩码。

  (2)操纵主机数来计算

  1)将主机数目转化为二进造来表达

  2)假设主机数小于或等于254(重视往掉保留的两个IP地址),则获得该主机的二进造位数,为 N,那里必定 N8。假设大于254,则 N8,那就是说主机地址将占据不行8位。

  3)利用255.255.255.255来将该类IP地址的主机地址位数全数置1,然后从后向前的将N位全数置为 0,即为子网掩码值。

  如欲将B(c)类IP地址168.195.0.0划分红若干子网,每个子网内有主机700台(17):

  1) 700=1010111100

  2)该二进造为十位数,N = 10(1001)

  3)将该B类地址的子网掩码255.255.0.0的主机地址全数置 1,得到255.255.255.255,然后再从后向前将后10位置0,即为:11111111.11111111.11111100.00000000,即255.255.252.0。那就是该欲划分红主机为700台的B类IP地址 168.195.0.0的子网掩码。

  ※手艺小窍门:有关子网和掩码的计算

  在停止IP规划时,老是头疼子网和掩码的计算,其次要原因是对十进造和二进造的转换不娴熟。如今给一窍门,能够处理那个问题。起首,我们看一个例子:

  一个主机的IP地址是202.112.14.37,掩码是255.255.255.240,要求计算那个主机所在收集的收集地址和播送地址。

  常规办法是把那两个都换算成二进造,然后相与,就可得到收集地址。其实各人只要认真想想,能够得到一个办法:掩码为255.255.255.240那么能够晓得那个掩码所包容的IP地址有256-240=16个(包罗收集地址和播送地址),那么具有那种掩码的收集地址必然是16的倍数。而收集地址是子网IP地址的起头,播送地址是完毕,可利用的IP地址在那个范畴内,因而比37刚刚小的,又是16的倍数的数只要32,所以得出收集地址为202.112.14.32。而播送地址就是下一个收集的收集地址减一。而下一个16的倍数是48,因而能够得到播送地址为202.112.14.47。

  那么,假设给定一IP地址范畴,根据每个收集的主机数量,要停止IP地址规划,能够根据同样原则停止计算。好比一个子网有10台主机,那么关于那个子网就需要10+1+1+1=13个IP地址。(重视加的第一个1是指那个收集毗连时所需的网关地址,接着的两个1别离是指收集地址和播送地址。)13小于16(16等于2的4次方),所以主机位为4位。而256-16=240,所以该子网掩码为255.255.255.240。假设一个子网有14台主机,很多同窗常犯的错误是:仍然分配具有16个地址空间的子网,而忘记了给网关分配地址。如许就错误了,因为14+1+1+1=17,大于16,所以我们只能分配具有32个地址(32等于2的5次方)空间的子网。那时子网掩码为:255.255.255.224。

  网关(Gateway)又称网间毗连器、协议转换器。网关在传输层上以实现收集互连,是最复杂的收集互连设备,仅用于两个高层协议差别的收集互连。网关既能够用于广域网互连,也能够用于局域网互连。 网关是一种充任转换重任的计算机系统或设备。在利用差别的通信协议、数据格局或语言,以至系统构造完全差别的两种系统之间,网关是一个翻译器。与网桥只是简单地传达信息差别,网关对收到的信息要从头打包,以适应目标系统的需求。同时,网关也能够供给过滤和平安功用。大大都网关运行在OSI 7层协议的顶层--利用层。

  各人都晓得,从一个房间走到另一个房间,一定要颠末一扇门。同样,从一个收集向另一个收集发送信息,也必需颠末一道“关隘”,那道关隘就是网关。望文生义,网关(Gateway)就是一个收集毗连到另一个收集的“关隘”。

  在OSI中,网关有两种:一种是面向毗连的网关,一种是无毗连的网关。当两个子网之间有必然间隔时,往往将一个网关分红两半,中间用一条链路毗连起来,我们称之为半网关。

  根据差别的分类原则,网关也有良多种。TCP/IP协议里的网关是最常用的,在那里我们所讲的“网关”均指TCP/IP协议下的网关。

  那么网关到底是什么呢?网关本色上是一个收集通向其他收集的IP地址。好比有收集A和收集B,收集A的IP地址范畴为“192.168.1.1~192. 168.1.254”,子网掩码为255.255.255.0;收集B的IP地址范畴为“192.168.2.1~192.168.2.254”,子网掩码为255.255.255.0。在没有路由器的情状下,两个收集之间是不克不及停止TCP/IP通信的,即便是两个收集毗连在统一台交换机(或集线器)上,TCP/IP协议也会根据子网掩码(255.255.255.0)断定两个收集中的主机处在差别的收集里。而要实现那两个收集之间的通信,则必需通过网关。假设收集A中的主机发现数据包的目标主机不在当地收集中,就把数据包转发给它本身的网关,再由网关转发给收集B的网关,收集B的网关再转发给收集B的某个主机(如附图所示)。收集B向收集A转发数据包的过程。

  所以说,只要设置好网关的IP地址,TCP/IP协议才气实现差别收集之间的彼此通信。那么那个IP地址是哪台机器的IP地址呢?网关的IP地址是具有路由功用的设备的IP地址,具有路由功用的设备有路由器、启用了路由协议的办事器(本色上相当于一台路由器)、代办署理办事器(也相当于一台路由器)。

  在和 Novell NetWare 收集交互操做的上下文中,网关在 Windows 收集中利用的办事器信息块 (SMB) 协议以及 NetWare 收集利用的 NetWare 核心协议 (NCP) 之间起着桥梁的感化。网关也被称为 IP 路由器。

  默认网关

  假设搞清了什么是网关,默认网关也就好理解了。就似乎一个房间能够有多扇门一样,一台主机能够有多个网关。默认网关的意思是一台主机假设找不到可用的网关,就把数据包发给默认指定的网关,由那个网关来处置数据包。如今主机利用的网关,一般指的是默认网关。

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