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子网掩码 子网划分程序

在Windows系统中用IP地址设置接口(下图)、IP地址、子网掩码、默认网关、DNS服务器是什么意思?

计算机网络:IP地址、子网掩码、网段表示、默认网关详细信息

在学习IP地址的相关知识时,还会遇到网络地址、广播地址、子网等概念。这些是什么意思?

总结

要实现网络通信,计算机必须有网络地址才能快速定位。IP地址是计算机在网络中的唯一ID,这与现实世界中快递需要特定的居住地址是一样的道理。

ip地址由四个用点分隔的十进制数字表示,每个数字的范围从0到255。例如,主机的ip地址是:128.20.4.1

IP地址的组成

IP地址=网络地址主机地址(也称为主机号和网络号)

想想为什么有行政区划(国家、省、市、街道等。)进行更高效的管理和定位;

同样,我们通常将网络分成许多子网。每个子网都有自己的网络地址,每个子网由多台计算机组成(当然也可以包括另一个子网)。

要找到指定的IP地址,我们只需要先找到指定的网络地址,然后在网络中找到对应的主机地址。

IP地址是由0/1 (IP4协议)组成的4 * 8位(1字节)数字串

以win7截图中的IP地址192.168.1.168和子网掩码255.255.255.0(下面详细说明)为例。这个地址包含许多含义:

192.168.100.168(IP地址)=192.168.1.0(网络地址)0.0.0.168(主机地址)

网络地址和主机地址是如何计算的?我们需要先简单了解一下子网掩码

参考:《百度百科-子网掩码》

IP中的网络地址和主机地址是多少位?如果不指定,就不知道哪些位是网络号,哪些位是主机号,需要通过子网掩码来实现。

总结

子网掩码,也称为网络掩码、地址掩码和子网掩码,是由0/1组成的4 * 8位(1字节)数字字符串。

它的作用是屏蔽(覆盖)一部分IP地址,将其分为网络地址和主机地址,并说明IP地址是在局域网上还是在远程网络上。

有了子网掩码,网络可以划分为子网,即VLSM(变长子网掩码),也可以将小网络合并为大网络,即超网。

子网掩码不能单独存在,必须与IP地址一起使用。

长度为4 * 8位(1字节),由连续的1和连续的0组成。

例如:111111111 . 11111111 . 11111111 . 000000,对应小数:255.255.255.0

假设局域网中计算机A的IP地址为192.168.1.1,子网掩码为255.255.255.0,如下图所示


计算机网络:IP地址,子网掩码,网段表示法,默认网关详解


网络地址: IP 地址中被 连续的1 遮住的部分,即 11000000.10101000.00000001.00000000, 对应的网络地址:192.168.1.0


主机地址: IP 地址中被 连续的0 遮住的部分,即 00000000.00000000.00000000.00000001, 对应的网络地址:0.0.0.1


排除 该网络 两个特殊地址:


广播地址:192.168.1.255 (主机号全为11111111)(广播机制及类型见:http://baike.baidu.com/view/473043.htm)


网络地址:192.168.1.0 (主机号全为00000000)


该子网最大的主机数:2的8次方 256 - 2


其他信息:


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。


参考:《IP地址,子网掩码,默认网关,DNS服务器详解》


计算方法


计算过程是这样的:


1. 将IP地址和子网掩码都换算成二进制


2. 将两者进行 "与运算",得到网络地址。


计算过程:上下对齐, 1位1位的算, 1与1=1 , 其余组合都为0


1 0 1 0


与运算 1 0 1 1


-------------------


结果 1 0 1 0


假设 IP地址为 192.168.1.168,子网掩码为 255.255.255.0, 则网络地址换算步骤如下:


1)将IP地址和子网掩码分别换算成二进制


192.168.1.168 换算成二进制为 11000000.10101000.00000001.10101000


255.255.255.0 换算成二进制为 11111111.11111111.11111111.00000000


2)将二者进行与运算


11000000.10101000.00000001.10101000


与运算 11111111·11111111·11111111·00000000


----------------------------------------------------------------------------


结果 11000000.10101000.00000001.00000000


3) 将运算结果换算成十进制: 192.168.1.0


立即实践


以用网线直接将两台计算机连起来为例:


计算机网络:IP地址,子网掩码,网段表示法,默认网关详解


下面是几种IP地址设置, 看看在不同设置下网络是通还是不通.


计算机网络:IP地址,子网掩码,网段表示法,默认网关详解


说明:第1种情况能通是因为这两台计算机处在同一网络192.168.0.0, 所以能通,而2,3种情况下两台计算机处在不同的网络,所以不通.


网络地址的计算过程同上,不再赘述。


结论:


用网线直接连接 或 通过 HUB(集线器)、普通交换机链接的计算机必须处于同一网络(网络地址) 并且主机地址必须不一样 才能通信。


注意:同一网络不是指物理连接,而是指网络地址.


举个例子,两台计算机链接到相同路由器(简单理解为同一个链路),如果他们设置的网络地址不一致,则他们也是不能通信的。


扩展:IP网段表示法


举例说明:192.168.0.0/24


192.168.0.0: 网络地址


24: 表示子网掩码二进制表示法中,连续的 1 的 个数,这里为:11111111·11111111·11111111·00000000,即 255.255.255.0


四. 默认网关(地址)


参考:《百度百科-网关》


什么是网关?


(可以联想下海关?什么是海关?)


连接两个不同的网络的设备都可以叫网关设备;网关的作用就是实现两个网络之间进行通讯与控制。


网关设备可以是 交互机(三层及以上才能跨网络)、路由器、启用了路由协议的服务器、代理服务器、防火墙等


网关地址就是网关设备的IP地址。


假设我们有两个网络:


网络A的IP地址范围为“192.168.1.1~192.168.1.254”,子网掩码为255.255.255.0


网络B的IP地址范围为“192.168.2.1~192.168.2.254”,子网掩码为255.255.255.0


要实现这两个网络之间的通信,则必须通过网关。


如果网络A中的主机发现数据包的目的主机不在本地网络中,就把数据包转发给它自己的网关,再由网关转发给网络B的网关,网络B的网关再转发给网络B的某个主机(如附图所示)。网络A向网络B转发数据包的过程。


计算机网络:IP地址,子网掩码,网段表示法,默认网关详解


只有设置好网关的IP地址,TCP/IP协议才能实现不同网络之间的相互通信。


默认网关


一台主机可以有多个网关。默认网关的意思是一台主机如果找不到可用的网关,就把数据包发给默认指定的网关,由这个网关来处理数据包。现在主机使用的网关,一般指的是默认网关。


扩展:自动设置默认网关


自动设置就是利用DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol, 动态主机配置协议)服务器来自动给网络中的计算机分配IP地址、子网掩码和默认网关 。


一旦网络的默认网关发生了变化时,只要更改了DHCP服务器中默认网关的设置,那么网络中所有的计算机均获得了新的默认网关的IP地址。这种方法适用于网络规模较大、TCP/IP参数有可能变动的网络。


另外一种自动获得网关的办法是通过安装代理服务器软件(如MS Proxy)的客户端程序来自动获得,其原理和方法和DHCP有相似之处。


扩展说明


问:在网上看到一些人提问:连接到相同(二层)交换机或集线器上的计算机,如果设置不同的网络地址,为什么不能通信。


答:


在 TCP/IP 协议中,网络层(通过IP地址识别通信方)封包完成交给下一层数据链路层(通过MAC地址识别通信方)时,需要通过 ARP 广播 获取目标 IP 对应的 MAC 地址。


但因为 ARP 报文只能在相同网络地址内广播,如果目标计算机与源计算机处于不同网络,则无法进行响应,因此源计算机无法完成链路层数据的封装。