资料来源锐捷
非原创

IPv4地址概述及分类

IPV4地址的作用

用于标识一个节点的网络地址

IPv4报文结构

版本：目前的IP协议版本号为4

服务类型：用于IP报文的标记，多用于QoS

生存时间：IP报文所允许通过的路由器的最大数量

协议：指出IP报文携带的数据使用的协议

源IP地址：标识IP数据报的源端设备

目的IP地址：标识IP数据报的目的地址

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IPv4地址概述

IP地址结构：IP地址长度为32位，包括主机位和网络位两部分

网络位是为了标识这个IP所属的网段

主机为是为了标识这个IP地址所在网段中具体节点

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IPv4地址概述

  • 为了方便书写和表达，我们将IPv4地址分为4段，称为“点分十进制”

  • 每段从0开始到255结束，最小的IP是0.0.0.0，最大的IP是255.255.255.255

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  • IP地址结构

    • IP地址举例：172.16.122.204、

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IPv4地址分类

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  • A类IP地址范围：1.0.0.0~126.255.255.255；
    • 前8位为网络位，第一位为0，其余的7位可以分配，A类地址共分为2 7块，每一块网络号不同
    • A类地址网络号全为0和网络位全为1的地址保留
    • 每个A类网络可以分配的主机号的数量为2 24 -2=16777214（主机号全为0和全为1的两个地址保留）
  • B类IP地址范围：128.0.0.0~191.255.255.255
    • 前16位为网络位，前两位为10，其余的14位可以分配，B类地址共分为2 14块
    • B类网络可以分配的主机号的数量为2 16 -2=65534（主机号全为0和全为1的两个地址保留）
  • C类IP地址：192.0.0.0~223.255.255.255
    • 前24位为网络位，前三位为110，其余的21位可以分配，C类地址共分为2 21块
    • C类网络可以分配的主机号的数量为2 8 -2=254（主机号全为0和全为1的两个地址保留）
  • D类IP地址：224.0.0.0~239.255.255.255
    • D类地址不标识网络，用于组播地址
  • E类IP地址：240.0.0.0~247.255.255.255
    • E类IP地址：240.0.0.0~247.255.255.255

私有IP地址

  • 为了节省IP地址，将IP地址分为

    • 公有地址

    • 私有地址

  • 私有地址

    • A类:10.0.0.0至10.255.255.255
    • B类:172.16.0.0至172.31.255.255
    • C类:192.168.0.0至192.168.255.255

  • 私有地址只能应用于企业内网

    • 在企业边界通过NAT把数据的私有地址转换为公有地址

特殊地址

  • 本地回环地址（测试）
    • 127.X.X.X
  • 网络号：主机位全为0
    • 例：192.168.1.0/24
  • 子网广播地址：主机位全为1
    • 例：192.168.1.255/24
  • 本地广播地址
    • 255.255.255.255
  • 未知地址：网络位和主机位全为0
    • 0.0.0.0

子网划分

子网掩码

子网掩码用来区分IP地址中的网络位和主机位

子网掩码由连续的1和0组成：1表示对应IP地址的网络位，0表示对应IP地址的主机位

IP地址和子网掩码本质均是由32位二进制数字组成

为了书写方便，使用“/数字”法表示子网掩码

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子网划分

改变子网掩码，把一个大的网络划分为若干个小的网络

提高IP地址的使用率

子网的个数：2 𝑋 (x 代表子网的位数)

每个子网内有效主机个数： 2 y -2(y 代表主机位数

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子网划分示例

一个C类网段：192.168.10.0/24

默认掩码 /24（255.255.255.0）

总共IP ，2的8次方=256个

掩码就像一把“刀”，将网段进行“切割”

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CIDR 子网聚合

  • CIDR（Classless Inter-Domain Routing，无类域间路由)
    • 将多个“有类”的子网合并成一个，以减少路由表中的路由条目 、
    • 不受制于A B C类地址空间，消除了自然分类地址和子网划分的界限

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CIDR 子网聚合案例

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路由聚合的计算方法

  • 第一步：将地址转换为二进制格式，并将它们对齐
  • 第二步：找到所有地址中都相同的最后一位。在它后面划一条竖线。
  • 第三步：竖线左边的位数为子网掩码位数。
  • 第四步：竖线右边全设为零，竖线左边保持不变，即可形成路由汇总网络地址

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园区网络IP地址规划

IP地址规划原则

  • IP地址规划的好坏，将会直接给网络带来影响：
    • 网络路由协议算法的效率
    • 网络的性能
    • 网络的扩展
    • 网络的管理
  • P地址规划主要遵从四个原则：
    • 唯一性：一个IP网络中不能有两个主机使用相同的IP地址
    • 可扩展性：在IP地址分配时，要有一定的余量，以满足网络扩展时的需要
    • 连续性：分配的连续的IP地址要有利于管理和地址汇总，连续的IP地址易于汇总，减小路由表，提高路由效率
    • 实意性：分配IP地址时尽量使所分配的IP地址具有一定实际意义
      • 例如：使人一看到该IP地址就可以知道此IP地址分配给了哪个部门或哪个地区

节约IP地址的技巧

  • 在分配IP地址时，如需要节约IP地址，注意以下几点：
    • 配置Loopback地址时，使用的子网掩码为32
    • 配置互联地址时，使用的子网掩码为/30
    • 对各业务网关进行统一设定
      • 比如：将所有的网关统一设置成X.X.X.254
    • 在完成IP地址规划之后，公司既可以配置静态IP地址，也可以使用DHCP服务器动态分配IP地址

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