达内-网络工程-IP地址的认识以及二进制与十进制的转换方法
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本文整体内容包括以下几个部分:
IP地址简要介绍
IP地址的作用
IP地址的表示
2进制与10进制的转换
IP地址的结构
子网掩码
IP地址的管理
IP地址的分类
IP地址的问题
IP地址解决方案
IP地址的简要介绍:
凡是能够上网的设备,必须得有一个 IP 地址;而每一个IP地址,就相当于每一个人都必须有一个名字;
常见的IP地址的样子,比如 TP-Link 无线路由的默认地址:192.168.1.1
IP地址的作用:
在一定范围内,唯一的标识,一个上网的设备;(凡是需要上网的设备,必须得有IP地址)
IP地址的表示:
计算机只能够识别二进制,所以在计算机中的IP地址是通过二进制表现的(10101010 01010010 01001011 10100111)。
在人的世界,使用点分十进制更利于查看与记录(X.X.X.X),在这里X表示的一个十进制数,
每一个X对应的是8个二进制;每一个X对应1个字节;X取值范围是0--255 ;
2进制与10进制的转换
1、 正整数转成二进制。要点一定一定要记住哈:除二取余,然后倒序排列,高位补零。
也就是说,将正的十进制数除以二,得到的商再除以二,依次类推知道商为零或一时为止,然后在旁边标出各步的余数,最后倒着写出来,高位补零就OK咧。哎呀,还是举例说明吧,比如42转换为二进制,余数为010101,倒过来的话是101010,如果写成IP地址的形式则需要前面的位补0,00101010。
2、 整数二进制转换为十进制:如二进制1101,换算成十进制就是:1*2(1-1)+0*2(2-1)+1*2(3-1)+1*2(4-1)=1+0+4+8=13从最低位(最右)算起,位上的数字乘以本位的权重,权重就是2的第几位的位数减一次方。比如第2位就是2的(2-1次)方,就是2;第8位就是2的(8-1)次方是128。把所有的值加起来。
常用的2^N次方的计算结果
2的0次方=1
2的1次方=2
2的2次方=4
2的3次方=8
2的4次方=16
2的5次方=32
2的6次方=64
2的7次方=128
2的8次方=256
2的9次方=512
2的10次方=1024
2的16次方=65536
2的32次方=4294967296
IP地址的结构:
#长度为 32 bit;
#结构:网络位 + 主机位(依靠子网掩码区分网络位和主机位)
例如:192.168.1.1
子网掩码:
-作用
区分IP地址中的网络位与主机位,并且必须与IP地址,一一对应,成对出现;
-表示
纯2进制
点分十进制 (y.y.y.y) ->y的取值范围是 0 --255
/n (n表示的是子网掩码中有多少个1)
-功能实现
子网掩码中1所对应的IP地址中的位,称之为网络位
子网掩码中0所对应的IP地址中的位,称之为主机位
例如:
IP: 10101101 11001111 10010001 00001011
Mask: 11111111 11111111 11111111 00000000
-特点
#与IP地址一一对应;
#1和0永远是连续的,不会交叉出现;
#左边永远是1,右边永远是0;
相关易混淆概念:
-反掩码 (inverse-mask)
即将掩码中的1和0互相变化就可以了。
-通配符(wildcard bits)
0和1可以交叉出现,也可以不交叉;
IP地址的分类:
目标:为了便于IP地址的管理;
原则:看IP地址中的第一个字节的前面几个固定的bit;
0000 0000.X.X.X
A 第一个字节的,前面1个bit,如果是0,则称之为A类
十进制则是0-127 默认掩码 255.0.0.0
0000 0000 ----> 0
0111 1111 ----> 127
B 第一个字节的,前面2个bit,如果是10,则称之为B类
十进制则是128-191 默认掩码 255.255.0.0
1000 0000 --->128
1011 1111 --->191
C 第一个字节的,前面3个bit,如果是110,则称之为C类
192-223 默认掩码 255.255.255.0
1100 0000 --->192
1101 1111 --->223
D 第一个字节的,前面4个bit,如果是1110,则称之为D类
224-239 无掩码
E 剩下的为E类
240-255 实验室保留使用
特殊的IP地址(不能用-不能配置在网络设备上)
#网络地址
-作用
代表的是一个范围/区域,不代表任何设备;
-定义
IP地址中的主机位,全为0。该IP称之为网络地址
#广播地址
-作用
代表的是一个范围/区域中的所有设备;
-定义
IP地址中的主机位,全为1。该IP称之为广播地址
0和127开头的地址,不可以直接配置在设备上;
例如:
192.168.1.255
255.255.0.0
1100 0000.1010 1000.0000 0001.1111 1111
1111 1111.1111 1111.0000 0000.0000 0000
192.168.1.255 255.255.255.0 --->该地址不可用;
192.168.1.255 255.255.0.0 --->该地址可以用;
IP地址的问题:
IP地址空间不足;
IP地址浪费,进一步导致可用地址空间不足;
举例:
192.168.1.1 /24
网络地址:192.168.1.0/24
广播地址:192.168.1.255/24
该网段包含地址:256个;(2个8次方)
该网关可用地址:256-2=254个;
宗旨:
一个网段中使用不完的IP地址,不可以分配给其他部门使用。所以这些地址,就视为是“浪费滴”;
IP地址的解决方案:
1、私有地址/公有地址
(NAT:network address translation)-网络地址转换
-定义:
任何一个机构、组织或者单位,都可以免费的、重复使用的IP地址空间;使用该类型的IP地址,不可以上网;
A类的私有IP地址:
10.0.0.0 ---- 10.255.255.255 (10.0.0.0/8)
B类的私有IP地址:
172.16.0.0 ---- 172.31.255.255 (172.16.0.0/12)
C类的私有IP地址:
192.168.0.0 ---- 192.168.255.255 (192.168.0.0/16)
D类的私有IP地址:
239.0.0.0 ---- 239.255.255.255 (239.0.0.0/8)
蓝色为区域所写内容能够为子网掩码的另一种表达方式: /n (n表示的是子网掩码中有多少个1)
2、子网划分
3、IPv6
分享名称:达内-网络工程-IP地址的认识以及二进制与十进制的转换方法
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