IPv4编址及子网划分

前言

IPv4协议族是整个TCP/IP协议族中最重要的协议族。主要工作在TCP/IP协议栈中的网络层，网络层可以提供数据传输功能，传输过程中可以按照IP报文逐个发送。

IPv4地址概述

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

IP地址结构:IPv4地址长度为32位，包括网络位和主机位两部分
网络位是为了标识这个IP地址所属的网段
主机位是为了标识这个IP地址在网段中具体的节点

IP地址分类

- 早期的网络中，IP地址没有掩码的概念
- 为了方便划分网络大小，根据网络大小的不同，按照“有类”的方式将网络划分为A、B、C、D、E五类
- A、B、C类IP地址的网络位都是固定的，D、E类IP地址没有网络位与主机位

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0：192.168.1.0/24
子网广播地址：主机位全为1：192.168.1.255/24
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

VLSM可变长的子网掩码

- VLSM:Variable Length Subnetwork Mask ，可变长的子网掩码
- 使用多个不同的子网掩码把网络划分为不同大小的子网
- 使IP地址空间得到更有效的利用

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

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