主菜——IP地址的基础知识
在TCP/IP网络通信时,为了保证能正常通信,每个设备都需要配置正确的IP地址,否则无法实现正常的通信。
IP地址(IPv4地址)由32位正整数来表示,IP地址在计算机是以二进制的方式处理的。
而人类为了方便记忆采用了点分十进制的标记方式,也就是将32位IP地址以每8位为组,共分为4组,每组以「.」隔开,再将每组转换成十进制。
那么,IP地址最大值也就是
也就说,最大允许43亿台计算机连接到网络。
实际上,IP地址并不是根据主机台数来配置的,而是以网卡。像服务器、路由器等设备都是有2个以上的网卡,也就是它们会有2个以上的IP地址。
因此,让43亿台计算机全部连网其实是不可能的,更何况IP地址是由「网络标识」和「主机标识」这两个部分组成的,所以实际能够连接到网络的计算机个数更是少了很多。
可能有的小伙伴提出了疑问,现在不仅电脑配了IP,手机、IPad等电子设备都配了IP呀,照理来说肯定会超过43亿啦,那是怎么能够支持这么多IP的呢?
因为会根据一种可以更换IP地址的技术NAT,使得可连接计算机数超过43亿台。NAT技术后续会进一步讨论和说明。
IP地址的分类互联网诞生之初,IP地址显得很充裕,于是计算机科学家们设计了分类地址。
IP地址分类成了5种类型,分别是A类、B类、C类、D类、E类。
上图中黄色部分是分类号,用以区分IP地址类别。
什么是A、B、C类地址?
其中对于A、B、C类主要分为两个部分,分别是网络号和主机号。这很好理解,好比我是A小区1栋号,你是B小区1栋号。
我们可以用下面这个表格,就能很清楚的知道A、B、C分类对应的地址范围、最大主机个数。
A、B、C分类地址最大主机个数是如何计算的呢?
最大主机个数,就是要看主机号的位数,如C类地址的主机号占8位,那么C类地址的最大主机个数:
为什么要减2呢?
因为在IP地址中,有两个IP是特殊的,分别是主机号全为1和全为0地址。
主机号全为1指定某个网络下的所有主机,用于广播
主机号全为0指定某个网络
因此,在分配过程中,应该去掉这两种情况。
广播地址用于什么?
广播地址用于在同一个链路中相互连接的主机之间发送数据包。
学校班级中就有广播的例子,在准备上课的时候,通常班长会喊:“上课,全体起立!”,班里的同学听到这句话是不是全部都站起来了?这个句话就有广播的含义。
当主机号全为1时,就表示该网络的广播地址。例如把.20.0.0/16用二进制表示如下:
01100.00000..
将这个地址的主机部分全部改为1,则形成广播