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? ? ? ?這段話很重要:路由器連接不同網(wǎng)段昂验,負責(zé)不同網(wǎng)段之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)戈擒,交換機連接的是同一網(wǎng)段的計算機。通過設(shè)置網(wǎng)絡(luò)地址和主機地址筐高,在互相連接的整個網(wǎng)絡(luò)中保證每臺主機的IP地址不會互相重疊搜囱,即IP地址具有了唯一性。
一柑土、IP地址和MAC地址
1蜀肘、MAC地址
MAC(Media Access Control,介質(zhì)訪問控制)地址冰单,或稱為物理地址,也叫硬件地址灸促,用來定義網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的位置诫欠,MAC地址是網(wǎng)卡出廠時設(shè)定的,是固定的(但可以通過在設(shè)備管理器中或注冊表等方式修改浴栽,同一網(wǎng)段內(nèi)的MAC地址必須唯一)荒叼。MAC地址采用十六進制數(shù)表示,長度是6個字節(jié)(48位)典鸡,分為前24位和后24位被廓。
1、前24位叫做組織唯一標志符(Organizationally Unique Identifier萝玷,即OUI)嫁乘,是由IEEE的注冊管理機構(gòu)給不同廠家分配的代碼,區(qū)分了不同的廠家球碉。
2蜓斧、后24位是由廠家自己分配的,稱為擴展標識符睁冬。同一個廠家生產(chǎn)的網(wǎng)卡中MAC地址后24位是不同的挎春。
MAC地址對應(yīng)于OSI參考模型的第二層數(shù)據(jù)鏈路層,工作在數(shù)據(jù)鏈路層的交換機維護著計算機MAC地址和自身端口的數(shù)據(jù)庫,交換機根據(jù)收到的數(shù)據(jù)幀中的“目的MAC地址”字段來轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀直奋。
2能庆、IP地址
IP地址(Internet Protocol Address),縮寫為IP Adress脚线,是一種在Internet上的給主機統(tǒng)一編址的地址格式搁胆,也稱為網(wǎng)絡(luò)協(xié)議(IP協(xié)議)地址。它為互聯(lián)網(wǎng)上的每一個網(wǎng)絡(luò)和每一臺主機分配一個邏輯地址殉挽,常見的IP地址丰涉,分為IPv4與IPv6兩大類,當前廣泛應(yīng)用的是IPv4斯碌,目前IPv4幾乎耗盡一死,下一階段必然會進行版本升級到IPv6;如無特別注明傻唾,一般我們講的的IP地址所指的是IPv4投慈。
IP地址對應(yīng)于OSI參考模型的第三層網(wǎng)絡(luò)層,工作在網(wǎng)絡(luò)層的路由器根據(jù)目標IP和源IP來判斷是否屬于同一網(wǎng)段冠骄,如果是不同網(wǎng)段伪煤,則轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包。
3凛辣、IP地址格式和表示
在計算機二進制中抱既,1個字節(jié) = 8位 = 8bit(比特)
①IP地址格式和表示
IP地址(IPv4)由32位二進制數(shù)組成,分為4段(4個字節(jié))扁誓,每一段為8位二進制數(shù)(1個字節(jié))
每一段8位二進制防泵,中間使用英文的標點符號“.”隔開
由于二進制數(shù)太長,為了便于記憶和識別蝗敢,把每一段8位二進制數(shù)轉(zhuǎn)成十進制捷泞,大小為0至255。
IP地址的這種表示法叫做“點分十進制表示法”寿谴。
IP地址表示為:xxx.xxx.xxx.xxx
舉個栗子:210.21.196.6就是一個IP地址的表示锁右。
②理解2的指數(shù)冪
2的冪也稱為2的指數(shù),還可以稱為2的次方讶泰,如2的2次方咏瑟、2的3次方等等,任何數(shù)的0次方都等于1痪署。
在IP地址中响蕴,0次方到7次方剛好為8位,這對于IP地址二進制轉(zhuǎn)換為十進制非常方便惠桃。
舉個栗子:11010010 = 1×2^7+1×2^6+0×2^5+1×2^4+0×2^3+0×2^2+1×2^1+0×2^0 = 128+64+0+16+0+0+2+0 = 210
我們需要記住上圖的2的冪的結(jié)果浦夷,不需要死記硬背辖试,這個是有技巧的,從上圖來看劈狐,很容易發(fā)現(xiàn)罐孝,由于是2的冪,所有相鄰的冪的前后都是相差2倍肥缔,所以只要知道其中一個冪值莲兢,就知道相鄰的冪的值。
4续膳、IP地址的組成
IP地址=網(wǎng)絡(luò)地址+主機地址改艇,比如:
計算機的IP地址由兩部分組成,一部分為網(wǎng)絡(luò)標識坟岔,一部分為主機標識谒兄,同一網(wǎng)段內(nèi)的計算機網(wǎng)絡(luò)部分相同,主機部分不同同時重復(fù)出現(xiàn)社付。路由器連接不同網(wǎng)段承疲,負責(zé)不同網(wǎng)段之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā),交換機連接的是同一網(wǎng)段的計算機鸥咖。通過設(shè)置網(wǎng)絡(luò)地址和主機地址燕鸽,在互相連接的整個網(wǎng)絡(luò)中保證每臺主機的IP地址不會互相重疊,即IP地址具有了唯一性啼辣。
5啊研、IP地址與MAC地址區(qū)別
長度不同:IP地址為32位(二進制),MAC地址為48位(十六進制)鸥拧。
分配依據(jù)不同:IP地址的分配是基于網(wǎng)絡(luò)拓撲党远,MAC地址的分配是基于制造商。
尋址協(xié)議層不同:IP地址應(yīng)用于OSI第三層(網(wǎng)絡(luò)層)住涉,而MAC地址應(yīng)用在OSI第二層(數(shù)據(jù)鏈路層)麸锉。
6钠绍、IP地址與MAC地址的作用和關(guān)系
IP和MAC兩者之間分工明確舆声,默契合作,完成通信過程柳爽。在數(shù)據(jù)通信時媳握,IP地址專注于網(wǎng)絡(luò)層,網(wǎng)絡(luò)層設(shè)備(如路由器)根據(jù)IP地址磷脯,將數(shù)據(jù)包從一個網(wǎng)絡(luò)傳遞轉(zhuǎn)發(fā)到另外一個網(wǎng)絡(luò)上蛾找;而MAC地址專注于數(shù)據(jù)鏈路層,數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備(如交換機)根據(jù)MAC地址赵誓,將一個數(shù)據(jù)幀從一個節(jié)點傳送到相同鏈路的另一個節(jié)點上打毛。IP和MAC地址這種映射關(guān)系由ARP(Address Resolution Protocol柿赊,地址解析協(xié)議)協(xié)議完成,ARP根據(jù)目的IP地址幻枉,找到中間節(jié)點的MAC地址碰声,通過中間節(jié)點傳送,從而最終到達目的網(wǎng)絡(luò)熬甫。
計算機在和其他計算機通信之前胰挑,首先要判斷目標IP地址和自己的IP地址是否在一個網(wǎng)段,這決定了數(shù)據(jù)鏈層的目標MAC地址是目標計算機的還是路由器接口的MAC地址椿肩。數(shù)據(jù)包的目標IP地址決定了數(shù)據(jù)包最終到達哪一個計算機瞻颂,而目標MAC地址決定了該數(shù)據(jù)包下一跳由哪個設(shè)備接收,不一定是終點郑象。
二贡这、IP地址的分類
1、IP地址分類詳解
IP地址分A扣唱、B藕坯、C、D噪沙、E五類炼彪,其中A、B正歼、C這三類是比較常用的IP地址辐马,D、E類為特殊地址局义。
①喜爷、A類地址
A類地址第1字節(jié)為網(wǎng)絡(luò)地址(最高位固定是0),另外3個字節(jié)為主機地址萄唇。
A類地址范圍:1.0.0.0 - 126.255.255.255檩帐,其中0和127作為特殊地址。
A類網(wǎng)絡(luò)默認子網(wǎng)掩碼為255.0.0.0另萤,也可寫作/8湃密。
A類網(wǎng)絡(luò)最大主機數(shù)量是256×256×256-2=166777214(減去1個主機位為0的網(wǎng)絡(luò)地址和1個廣播地址)。
在計算機網(wǎng)絡(luò)中四敞,主機ID全部為0的地址為網(wǎng)絡(luò)地址泛源,而主機ID全部為1的地址為廣播地址,這2個地址是不能分配給主機用的忿危。
②达箍、B類地址
B類地址第1字節(jié)(最高位固定是10)和第2字節(jié)為網(wǎng)絡(luò)地址,另外2個字節(jié)為主機地址铺厨。
B類地址范圍:128.0.0.0 - 191.255.255.255缎玫。
B類網(wǎng)絡(luò)默認子網(wǎng)掩碼為255.255.0.0硬纤,也可寫作/16。
B類網(wǎng)絡(luò)最大主機數(shù)量256×256-2=6554赃磨。
③咬摇、C類地址
C類地址第1字節(jié)(最高位固定是110)、第2字節(jié)和第3個字節(jié)煞躬,另外1個字節(jié)為主機地址肛鹏。
C類地址范圍:192.0.0.0 - 223.255.255.255。
C類網(wǎng)絡(luò)默認子網(wǎng)掩碼為255.255.255.0恩沛,也可寫作/24在扰。
C類網(wǎng)絡(luò)最大主機數(shù)量256-2=254。
④雷客、D類地址
D類地址不分網(wǎng)絡(luò)地址和主機地址芒珠,它的第1個字節(jié)的最高位固定是1110。
D類地址用于組播(也稱為多播)的地址搅裙,無子網(wǎng)掩碼皱卓。
D類地址范圍:224.0.0.0 - 239.255.255.255。
⑤部逮、E類地址
E類地址也不分網(wǎng)絡(luò)地址和主機地址娜汁,它的第1個字節(jié)的最高位固定是11110。
E類地址范圍:240.0.0.0 - 255.255.255.255兄朋。
其中240.0.0.0-255.255.255.254作為保留地址掐禁,主要用于Internet試驗和開發(fā),255.255.255.255作為廣播地址颅和。
2傅事、IP地址分類思維導(dǎo)圖
IP地址總結(jié)學(xué)習(xí)思維導(dǎo)圖如下:
三、保留的特殊IP地址
以下這些特殊IP地址都是不能分配給主機用的地址:
主機ID全為0的地址:特指某個網(wǎng)段峡扩,比如:192.168.10.0 255.255.255.0蹭越,指192.168.10.0網(wǎng)段。
主機ID全為1的地址:特指該網(wǎng)段的全部主機教届,比如:192.168.10.255响鹃,如果你的計算機發(fā)送數(shù)據(jù)包使用主機ID全是1的IP地址,數(shù)據(jù)鏈層地址用廣播地址FF-FF-FF-FF-FF-FF巍佑。
127.0.0.1:是本地環(huán)回地址茴迁,指本機地址寄悯,一般用來測試使用萤衰。回送地址(127.x.x.x)是本機回送地址(Loopback Address)猜旬,即主機IP堆棧內(nèi)部的IP地址脆栋。
169.254.0.0:169.254.0.0-169.254.255.255實際上是自動私有IP地址倦卖。
0.0.0.0:如果計算機的IP地址和網(wǎng)絡(luò)中的其他計算機地址沖突,使用ipconfig命令看到的就是0.0.0.0椿争,子網(wǎng)掩碼也是0.0.0.0怕膛。
保留的特殊IP地址思維導(dǎo)圖如下:
四、公網(wǎng)和私網(wǎng)IP地址
公網(wǎng)IP地址
公有地址分配和管理由Inter NIC(Internet Network Information Center 因特網(wǎng)信息中心)負責(zé)秦踪。各級ISP使用的公網(wǎng)地址都需要向Inter NIC提出申請褐捻,有Inter NIC統(tǒng)一發(fā)放,這樣就能確保地址塊不沖突椅邓。
私網(wǎng)IP地址
創(chuàng)建IP尋址方案的人也創(chuàng)建了私網(wǎng)IP地址柠逞。這些地址可以被用于私有網(wǎng)絡(luò),在Internet沒有這些IP地址景馁,Internet上的路由器也沒有到私有網(wǎng)絡(luò)的路由表板壮。
A類:10.0.0.0 255.0.0.0,保留了1個A類網(wǎng)絡(luò)合住。
B類:172.16.0.0 255.255.0.0~172.31.0.0 255.255.0.0绰精,保留了16個B類網(wǎng)絡(luò)。
C類:192.168.0.0 255.255.255.0~192.168.255.0 255.255.255.0透葛,保留了256個C類網(wǎng)絡(luò)笨使。
PS:私網(wǎng)地址訪問Internet需要做NAT或PAT網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換
公網(wǎng)和私網(wǎng)IP地址思維導(dǎo)圖如下: