TCP/IP IPv4

引言：在网络层，我们需要对因特网上的每一个设备进行唯一标示，这样所有的设备之间才能实现全球通信。

假设一段地址的首地址为146.102.29.0，末地址为146.102.32.255，求这个地址段的地址数？

答：末地址减去首地址，在基于256计数法下得到的结果为0.0.3.255。地址的数目为（0*256³ +0*256² +3*256¹+255*256⁰）+1 = 1024。

某地址段的首地址为14.11.45.96。假设这个地址段的地址数为32个，那么它的末地址是什么？

答：我们把地址数减去1后再转换为基256计数法表示，也就是0.0.0.31。然后用这个值加上首地址就得到末地址。末地址=（14.11.45.96+0.0.0.31）₂₅₆=14.11.45.127

 

五大类IP地址

 

地址的类别原理

A类0到0+(2⁷-1)                                            0~127

B类2⁷到2⁷+(2⁶-1)                                        128~191

C类2⁷+2⁶到2⁷+2⁶+(2⁵-1)                             192~223

D类2⁷+2⁶+2⁵到2⁷+2⁶+2⁵+(2⁴-1)　　　　　　224~239

E类2⁷+2⁶+2⁵+2⁴到2⁷+2⁶+2⁵+2⁴+(2⁴-1)      240~255

五类IP地址的网络标识与主机标识

 

A类地址，每个地址块中有很多个地址

B类地址，前两个字节作为网络标识

 

C类地址，前三个字节作为网络标识（分类编址时，指派给一个组织的地址段是A、B或C类地址的一个地址块）。

各类地址中地址数的规律

网络地址，就是对一个网络的标识。网络地址就是网络的首地址。

 

图上有，一个局域网，其网络地址为220.3.6。0（C类），一个局域网，其网络地址为134.18.0.0（B类），一个交换广域网（C类），它可以连接很多个路由器。

如何提取网络地址呢？

 网络掩码

用于提取网络地址，也就是首地址。

一个B类网络示意图。太浪费了。

为了不浪费，将其划分成四个子网。

在上例中，我们把一个B类网络划分成为四个子网，因此n的值为16，而n1 = n2 = n3 = n4 = 16+log₂4  = 18。这就意味着该子网掩码有18个1和14个0组成。换言之，该子网掩码就是255.255.192.0，它不同于B类默认掩码(255.255.0.0)。如果没有划分子网，那么子网掩码就是默认掩码。

将一个地址块划分为8个子地址块的子网掩码中，1的个数比默认掩码中的要多3个(2³=8)，而将8个地址块合并为一个超地址块的超网掩码中，1的个数则比默认掩码中要少3个。

无分类不固定。

 

一个例子，无分类的地址例子，由ISP分配地址块。

 我们来看一个例子：
某ISP授权得到一个地址块，起始地址是190.100.0.0/16(共有65536个地址)。这个ISP需要把这些地址分配给如下的三组用户：

a.第一组有64个用户，每个用户大约需要256个地址。

b.第二组有128个用户，每个用户大约需要128个地址。

c.第三组有128个用户，每个用户大约需要64个地址。

思路：先把各个组看成一个集体，划分大的地址块。

进一步划分，通过子网掩码能算出首地址和尾地址，然后追个往下分配。

由此，便完成了分配。

NAT 网络地址转换 如图所示，这个专用网内部使用的是专用地址。连接该网络到全球因特网的路由器使用了一个专用地址和一个全球地址。对因特网的其他地方来说这个专用网络是透明的，看不到的，它们看到的知识地址为200.24.5.8的那个NAT路由器。

所有外出的分组都要通过这台NAT路由器，它将分组中的源地址替换为全球NAT地址。所有进入的分组也都要通过这台NAT路由器，它又将这些分组中的目的地址替换为相应的内部地址。