2014年5月17日星期六

Cloud_020:网络基础知识(摘录+整理)

1. IP地址 = 网络号+主机号
如果把整个Internet网看成一个单一的网络的话,IP地址就是给每个连在Internet网的主机分配一个在全世界范围内唯一的标示符。
Internet管理委员会定义了A、B、C、D、E五类地址,在每类地址中,还规定了网络编号和主机编号。在 TCP/IP协议中,IP地址是以二进制数字形式出现的,共32bit,1bit就是二进制中的1位,但这种形式非常不适用于人阅读和记忆。因此Internet管理委员会决定采用一种点分十进制表示法表示IP地址:由4段构成的32bit的IP地址被直观地表示为四个以圆点隔开的十进制整数,其中,每一个整数对应一个字节。
A、B、C类最常用,下面加以介绍。本文介绍的都是版本4的IP地址,称为IPv4。
(1)A类地址的网络标识由第1段8位二进制数表示(第1段换算成10进制表示为1~126),其余3段用来表示主机标识。
A类地址的第1段首地址为00000001,末地址为01111111,换算成十进制就是1~127。
注意,数字0和127不作为A类地址,数字127保留给内部回送函数,而数字0则表示该地址是本地宿主机,不能传送。
A类地址允许有126个网段,每个网络允许有16,777,216台主机(减2是因为全0地址为网络地址,全1为广播地址,这两个地址一般不分配给主机)。
A类地址通常分配给拥有大量主机的网络。
(2)B类地址的网络标识由前2段8位二进制数表示(第1段换算成10进制表示为128~191),其余2段用来表示主机标识。
B类地址的第1段的前两位二进制数取值必须为10,首地址为10000000,末地址为10111111,换算成十进制B就是128~191。
B类地址允许有16384个网段,每个网络允许有65533台主机,适用于结点比较多的网络。
(3)C类地址的网络标识由前3段8位二进制数表示(第1段换算成10进制表示为192~223),其余1段用来表示主机标识。
C类地址的第1段的前3位二进制数取值必须为110,首地址为11000000,末地址为11011111,换算成十进制就是192~223。
C类地址允许有2,097,152个网段,每个网络允许有254台主机,适用于结点比较少的网络。

2. 回送地址
A类地址127是一个保留地址,用于网络软件测试以及本地机进程间通信,叫做回送地址(loopback address)。
无论什么程序,一旦使用回送地址发送数据,协议软件立即返回之,不进行任何网络传输。
网络号为127的IP地址不能出现在任何网络上。
127.0.0.1可以帮助我们排错,比如 ping 127.0.0.1,如果反馈信息失败,说明IP协议栈有错,必须重新安装TCP/IP协议。
如果成功,再ping本机IP地址,如果反馈信息失败,说明你的网卡不能和IP协议栈进行通信。
即使网卡没接网线,用本机的一些服务如Sql Server、IIS等就可以用127.0.0.1这个地址。

3. 私有地址
上面提到IP地址在全世界范围内唯一,看到这句话你可能有这样的疑问,像192.168.0.1这样的地址在许多地方都能看到,并不唯一,这是为何?
Internet管理委员会规定如下地址段为私有地址,私有地址可以自己组网时用,但不能在Internet上用,Internet上也没有这些地址的路由,有这些地址的计算机要上网必须转换成为合法的IP地址,也称为公网地址。
下面是A、B、C类网络中的私有地址段,你自己组网时可以使用这些地址。
(1)A类:10.0.0.0~10.255.255.255
(2)B类:172.16.0.0~172.131.255.255
(3)C类:192.168.0.0~192.168.255.255
比如,我现在机器的IP地址是192.168.0.102,这是ISP分配给我的,一般ISP会购买一些公网IP,然后划分为多个子网,我的IP就是应该是某个子网中动态分配的IP。
那么如何查看你上网时的公网地址呢?访问 http://www.whatismyip.com/ 或者 http://www.linkwan.com/gb/broadmeter/visitorinfo/qureyip.asp 就可以知道啦。
whatismyip 说我的 公网IP是:124.202.191.101,来自北京,通州。
linkwan 说我的公网IP是60.207.193.197,来自于北京。
为什么不一样?

4. 广播地址
TCP/IP规定,主机号全为1的IP地址用于广播之用,称为广播地址。所谓广播,指同时向同一子网所有主机发送报文。

5. 网络地址
TCP/IP协议规定,网络号全为0的网络号被解释成“本”网络。
因此,网络号全为0或全为1的IP地址在TCP/IP协议中有特殊含义,不能用作一台主机的有效地址。

6. 子网掩码
子网掩码的作用就是和IP地址与运算后得出网络地址,用于判断两个IP地址是否在同一网段。
子网掩码也是32bit,并且是一串1后跟随一串0组成,其中1表示在IP地址中的网络号对应的位数,而0表示在IP地址中主机对应的位数。
(1)标准子网掩码
A类网络(1~126)缺省子网掩码:255·0·0·0
B类网络(128~191)缺省子网掩码:255·255·0·0
C类网络(192~223)缺省子网掩码:255·255·255·0
如果使用的是标准子网掩码,那么21.0.0.0.1和21.240.230.1都是A类地址,且属于同一个网段。
同样,对于192·168·0·1和192·168·0·200,都是C类地址,如果使用默认的掩码,那这两个地址就是一个网络的。
(2)特殊的子网掩码
标准子网掩码都是255和0的组合,在实际的应用中还有下面的子网掩码
    255·128·0·0
    255·192·0·0
    255·255·192·0
    255·255·240·0
    255·255·255·248
    255·255·255·252
这些子网掩码又是什么意思呢?这些子网掩码的出现是为了把一个网络划分成多个网络。
还是以192·168·0·1和192·168·0·200为例,如果掩码变为255.255.255.192,那这两个地址就不属于一个网络了。

参考文献:
1. http://www.cnblogs.com/li-hao/archive/2012/04/06/2434563.html
2. http://vod.sjtu.edu.cn/help/Article_Print.asp?ArticleID=631

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