Board logo

标题: iP地址与网络分类 [打印本页]
作者: 佑一    时间: 2003-9-7 20:18     标题: iP地址与网络分类

iP地址与网络分类
(1)IP地址
不同的物理网络技术有不同的编址方式；不同物理网络中的主机，有不同的物理网络地址。网间网技术是将不同物理网络技术统一起来的高层软件技术。网间网技术采用一种全局通用的地址格式，为全网的每一网络和每一主机都分配一个网间网地址，以此屏蔽物理网络地址的差异。IP协议提供一种全网间网通用的地址格式，并在统一管理下进行地址分配，保证一个地址对应一台网间网主机（包括网关），这样物理地址的差异被IP层所屏蔽。IP层所用到的地址叫做网间网地址，又叫IP地址。它由网络号和主机号两部分组成，统一网络内的所有主机使用相同的网络号，主机号是唯一的。IP地址是一个32为的二进制数，分成4个字段，每个字段8位。
(2)三类主要的网络地址
　　我们知道，从LAN到WAN，不同种类网络规模相差很大，必须区别对待。因此按网络规模大小，将网络地址分为主要的三类，如下：
　　A类：
　　0 1 2 3 8 16 24
　　3 1 0网络号主机号
B类：
　　1 0网络号主机号
　　C类：
　　1 1 0网络号主机号
　　A类地址用于少量的（最多27个）主机数大于216的大型网，每个A类网络可容纳最多224台主机；B类地址用于主机数介于28～216之间数量不多不少的中型网，B类网络最多214个；C类地址用于每个网络只能容纳28台主机的大量小型网，C类网络最多221个。
　　除了以上A、B、C三个主类地址外，还有另外两类地址，如下：
　　D类：
　　1 1 1 0多目地址
　　E类：
　　1 1 1 1 0留待后用
　　其中多目地址（multicast address）是比广播地址稍弱的多点传送地址，用于支持多目传输技术。E类地址用于将来的扩展之用。
　　
(3)TCP/IP规定网络地址
　　除了一般地标识一台主机外，还有几种具有特殊意义的特殊形式。
　　*广播地址
　　TCP/IP规定，主机号全为“1”的网络地址用于广播之用，叫做广播地址。所谓广播，指同时向网上所有主机发送报文。
　　*有限广播
　　前面提到的广播地址包含一个有效的网络号和主机号，技术上称为直接广播（directed boradcasting）地址。在网间网上的任何一点均可向其他任何网络进行直接广播，但直接广播有一个缺点，就是要知道信宿网络的网络号。
　　有时需要在本网络内部广播，但又不知道本网络网络号。TCP/IP规定，32比特全为“1”的网间网地址用于本网广播，该地址叫做有限广播地址（limited broadcast address）。
　　*“0”地址
　　TCP/IP协议规定，各位全为“0”的网络号被解释成“本”网络。
　　*回送地址
　　A类网络地址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。
　　TCP/IP协议规定，一、含网络号127的分组不能出现在任何网络上；二、主机和网关不能为该地址广播任何寻径信息。由以上规定可以看出，主机号全“0”全“1”的地址在TCP/IP协议中有特殊含义，不能用作一台主机的有效地址。
二、子网掩码
　　(1)子网TCP/IP网间网技术产生于大型主流机环境中，它能发展到今天的规模是当初的设计者们始料未及的。网间网规模的迅速扩展对IP地址模式的威胁并不是它不能保证主机地址的唯一性，而是会带来两方面的负担：第一，巨大的网络地址管理开销；第二，网关寻径急剧膨胀。其中第二点尤为突出，寻径表的膨胀不仅会降低网关寻径效率（甚至可能使寻径表溢出，从而造成寻径故障），更重要的是将增加内外部路径刷新时的开销，从而加重网络负担。
　　因此，迫切需要寻求新的技术，以应付网间网规模增长带来的问题。仔细分析发现，网间网规模的增长在内部主要表现为网络地址的增减，因此解决问题的思路集中在：如何减少网络地址。于是IP网络地址的多重复用技术应运而生。
　　通过复用技术，使若干物理网络共享同一IP网络地址，无疑将减少网络地址数。
　　子网编址（subnet addressing）技术，又叫子网寻径（subnetrouting），英文简称subnetting，是最广泛使用的IP网络地址复用方式，目前已经标准化，并成为IP地址模式的一部分。
　　一般的，32位的IP地址分为两部分，即网络号和主机号，我们分别把他们叫做IP地址的“网间网部分”和“本地部分”。子网编址技术将本地部分进一步划分为“物理网络”部分和“主机”部分，如图：
　　网间网部分物理网络主机
　　|←网间网部分→|←────本地部分─────→|
　　其中“物理网络”用于标识同一IP网络地址下的不同物理网络，既是“子网”。
　　(2)子网掩码IP协议标准规定：每一个使用子网的网点都选择一个32位的位模式，若位模式中的某位置1，则对应IP地址中的某位为网络地址（包括网间网部分和物理网络号）中的一位；若位模式中的某位置0，则对应IP地址中的某位为主机地址中的一位。例如位模式：
　　11111111 11111111 11111111 00000000中，前三个字节全1，代表对应IP地址中最高的三个字节为网络地址；后一个字节全0，代表对应IP地址中最后的一个字节为主机地址。这种位模式叫做子网模（subnet mask）或“子网掩码”。
　　为了使用的方便，常常使用“点分整数表示法”来表示一个IP地址和子网掩码，例如B类地址子网掩码（11111111 11111111 11111111 00000000）为：
　　255.255.25.0 IP协议关于子网掩码的定义提供一种有趣的灵活性，允许子网掩码中的“0”和“1”位不连续。但是，这样的子网掩码给分配主机地址和理解寻径表都带来一定困难，并且，极少的路由器支持在子网中使用低序或无序的位，因此在实际应用中通常各网点采用连续方式的子网掩码。像255.255.255.64和255.255.255.160等一类的子网掩码不推荐使用。
　　(3)子网掩码与IP地址子网掩码与IP地址结合使用，可以区分出一个网络地址的网络号和主机号。
　　例如：有一个C类地址为：
　　192．9．200．13其缺省的子网掩码为：
　　255．255．255．0则它的网络号和主机号可按如下方法得到：
①将IP地址192．9．200．13转换为二进制11000000 00001001 11001000 00001101
②将子网掩码255．255．255．0转换为二进制11111111 11111111 11111111 00000000
③将两个二进制数逻辑与（AND）运算后得出的结果即为网络部分11000000 00001001 11001000 00001101 AND 11111111 11111111 11111111 00000000 11000000 00001001 11001000 00000000结果为192.9.200.0，即网络号为192.9.200.0。
④将子网掩码取反再与IP地址逻辑与（AND）后得到的结果即为主机部分11000000 00001001 11001000 00001101 AND 00000000 00000000 00000000 11111111 00000000 00000000 00000000 00001101结果为0.0.0.13，即主机号为13。　　
　　(4)子网掩码与IP地址子网掩码与IP地址结合使用，可以区分出一个网络地址的网络号和主机号。
　　例如：有一个C类地址为：
　　192．9．200．13 其缺省的子网掩码为：
　　255．255．255．0 则它的网络号和主机号可按如下方法得到：
①将IP地址192．9．200．13转换为二进制11000000 00001001 11001000 00001101
②将子网掩码255．255．255．0转换为二进制11111111 11111111 11111111 00000000
③将两个二进制数逻辑与（AND）运算后得出的结果即为网络部分11000000 00001001 11001000 00001101 AND 11111111 11111111 11111111 00000000 11000000 00001001 11001000 00000000结果为192.9.200.0，
即网络号为192．9．200．0。
④将子网掩码取反再与IP地址逻辑与（AND）后得到的结果即为主机部分11000000 00001001 11001000 00001101 AND 00000000 00000000 00000000 11111111 00000000 00000000 00000000 00001101 结果为0.0.0.13，即主机号为13。
　　三、子网划分与实例根据以上分析，建议按以下步骤和实例定义子网掩码。
　　1、将要划分的子网数目转换为2的m次方。如要分8个子网，8=23。
　　2、取上述要划分子网数的2的m次方的幂。如23，即m=3。
　　3、将上一步确定的幂m按高序占用主机地址m位后转换为十进制。如m为3 则是11100000，转换为十进制为224，即为最终确定的子网掩码。如果是C类网，则子网掩码为255.255.255.224；如果是B类网，则子网掩码为255.255.224.0；如果是C类网，则子网掩码为255.224.0.0。
　　在这里，子网个数与占用主机地址位数有如下等式成立：2m=n。其中，m表示占用主机地址的位数；n表示划分的子网个数。根据这些原则，将一个C类网络分成4个子网。若我们用的网络号为192．9．200，则该C类网内的主机IP地址就是192.9.200.1～192.9.200.254（因为全“0”和全“1”的主机地址有特殊含义，不作为有效的IP地址），现将网络划分为4个部分，按照以上步骤：
　　4=22，取22的幂，即2，则二进制为11，占用主机地址的高序位即为11000000，转换为十进制为192。这样就可确定该子网掩码为：192.9.200.192，4个子网的IP地址范围分别为：
　　二进制十进制
① 11000000 00001001 11001000 00000001 11000000 00001001 11001000 00111110 192．9．200．1
192．9．200．62
② 11000000 00001001 11001000 01000001 11000000 00001001 11001000 01111110 192．9．200．65
192．9．200．126
③ 11000000 00001001 11001000 10000001 11000000 00001001 11001000 10111110 192．9．200．129
192．9．200．190
④ 11000000 00001001 11001000 11000001 11000000 00001001 11001000 11111110 192．9．200．193
192．9．200．254
　　在此列出A、B、C三类网络子网数目与子网掩码的转换表，以供参考。

A类：
子网数目 占用位数　　　　子网掩码　　　　子网中主机数
　2　　　　　1　　　　255．128．0．0　　　　8,388,606
　4　　　　　2　　　　255．192．0．0　　　　4,194,302
　8　　　　　3　　　　255．224．0．0　　　　2,097,150
　16　　　　 4　　　　255．240．0．0　　　　1,048,574
　32　　　　 5　　　　255．248．0．0　　　　524,286
　64　　　　 6　　　　255．252．0．0　　　　262,142
　128　　　　7　　　　255．254．0．0　　　　131,070
　128　　　　8　　　　255．255．0．0　　　　65,534
B类：
子网数目 占用位数　　　　子网掩码　　　　子网中主机数
　2　　　　　1　　　　255．255．128．0　　　32,766
　4　　　　　2　　　　255．255．192．0　　　16,382
　8　　　　　3　　　　255．255．224．0　　　8,190
　16　　　　 4　　　　255．255．240．0　　　4,094
　32　　　　 5　　　　255．255．248．0　　　2,046
　64　　　　 6　　　　255．255．252．0　　　1,022
　128　　　　7　　　　255．255．254．0　　　510
　256　　　　8　　　　255．255．255．0　　　254
C类：
子网数目 占用位数　　　　子网掩码　　　　子网中主机数
　2　　　　　1　　　　255．255．255．128　　　126
　4　　　　　2　　　　255．255．255．192　　　62
　8　　　　　3　　　　255．255．255．224　　　30
　16　　　　 4　　　　255．255．255．240　　　14
　32　　　　 5　　　　255．255．255．248　　　6
　64　　　　 6　　　　255．255．255．252　　　2
作者: 佑一    时间: 2003-9-7 20:19     标题: iP地址与网络分类

ping的作用
Ping是潜水艇人员的专用术语，表示回应的声纳脉冲，在网络中Ping 是一个十分好用的TCP/IP工具。它主要的功能是用来检测网络的连通情况和分析网络速度。
　　Ping有好的善的一面也有恶的一面。先说一下善的一面吧。上面已经说过Ping的用途就是用来检测网络的连同情况和分析网络速度，但它是通过什么来显示连通呢？这首先要了解Ping的一些参数和返回信息。
　　以下是PING的一些参数：
　　ping [-t] [-a] [-n count] [-l length] [-f] [-i ttl] [-v tos] [-r count] [-s count] [-j computer-list] | [-k computer-list] [-w timeout] destination-list
　　-t
　　Ping 指定的计算机直到中断。
　　-a
　　将地址解析为计算机名。
　　-n count
　　发送 count 指定的 ECHO 数据包数。默认值为 4。
　　-l length
　　发送包含由 length 指定的数据量的 ECHO 数据包。默认为 32 字节；最大值是65,527。
　　-f
　　在数据包中发送"不要分段"标志。数据包就不会被路由上的网关分段。
　　-i ttl
　　将"生存时间"字段设置为 ttl 指定的值。
　　-v tos
　　将"服务类型"字段设置为 tos 指定的值。
　　-r count
　　在"记录路由"字段中记录传出和返回数据包的路由。count 可以指定最少 1 台，最多 9 台计算机。
　　-s count
　　指定 count 指定的跃点数的时间戳。
　　-j computer-list
　　利用 computer-list 指定的计算机列表路由数据包。连续计算机可以被中间网关分隔（路由稀疏源）IP 允许的最大数量为 9。
　　-k computer-list
　　利用 computer-list 指定的计算机列表路由数据包。连续计算机不能被中间网关分隔（路由严格源）IP 允许的最大数量为 9。
　　-w timeout
　　指定超时间隔，单位为毫秒。
　　destination-list
　　指定要 ping 的远程计算机。
　　Ping的返回信息有"Request Timed Out"、"Destination Net Unreachable"和"Bad IP address"还有"Source quench received"。
　　"Request Timed Out"这个信息表示对方主机可以到达到TIME OUT，这种情况通常是为对方拒绝接收你发给它的数据包造成数据包丢失。大多数的原因可能是对方装有防火墙或已下线。
　　"Destination Net Unreachable"这个信息表示对方主机不存在或者没有跟对方建立连接。这里要说明一下"destination host unreachable"和"time out"的区别，如果所经过的路由器的路由表中具有到达目标的路由，而目标因为其它原因不可到达，这时候会出现"time out"，如果路由表中连到达目标的路由都没有，那就会出现"destination host unreachable"。
　　"Bad IP address" 这个信息表示你可能没有连接到DNS服务器所以无法解析这个IP地址，也可能是IP地址不存在。
　　"Source quench received"信息比较特殊，它出现的机率很少。它表示对方或中途的服务器繁忙无法回应。
怎样使用Ping这命令来测试网络连通呢？
　　连通问题是由许多原因引起的，如本地配置错误、远程主机协议失效等，当然还包括设备等造成的故障。
　　首先我们讲一下使用Ping命令的步骤。
　　使用Ping检查连通性有五个步骤：
　　1. 使用ipconfig /all观察本地网络设置是否正确；
　　2. Ping 127.0.0.1，127.0.0.1 回送地址Ping回送地址是为了检查本地的TCP/IP协议有没有设置好；
　　3. Ping本机IP地址，这样是为了检查本机的IP地址是否设置有误；
　　4. Ping本网网关或本网IP地址，这样的是为了检查硬件设备是否有问题，也可以检查本机与本地网络连接是否正常；（在非局域网中这一步骤可以忽略）
　　5. Ping远程IP地址，这主要是检查本网或本机与外部的连接是否正常。
　　在检查网络连通的过程中可能出现一些错误，这些错误总的来说分为两种最常见。
　　1. Request Timed Out
"request time out"这提示除了在《PING（一）》提到的对方可能装有防火墙或已关机以外，还有就是本机的IP不正确和网关设置错误。
　　①、IP不正确：
IP不正确主要是IP地址设置错误或IP地址冲突，这可以利用ipconfig /all这命令来检查。在WIN2000下IP冲突的情况很少发生，因为系统会自动检测在网络中是否有相同的IP地址并提醒你是否设置正确。在NT中不但会出现"request time out"这提示而且会出现"Hardware error"这提示信息比较特殊不要给它的提示所迷惑。
　　②、网关设置错误：这个错误可能会在第四个步骤出现。网关设置错误主要是网关地址设置不正确或网关没有帮你转发数据，还有就是可能远程网关失效。这里主要是在你Ping外部网络地址时出错。错误表现为无法Ping外部主机返回信息"Request timeout"。
　　2. Destination Host Unreachable
　　当你在开始PING网络计算机时如果网络设备出错它返回信息会提示"destination host unreachable"。如果局域网中使用DHCP分配IP时，而碰巧DHCP失效，这时使用 PING命令就会产生此错误。因为在DHCP失效时客户机无法分配到IP系统只有自设IP，它往往会设为不同子网的IP。所以会出现"Destination Host Unreachable"。另外子网掩码设置错误也会出现这错误。
　　还有一个比较特殊就是路由返回错误信息，它一般都会在"Destination Host Unreachable"前加上IP地址说明哪个路由不能到达目标主机。这说明你的机器与外部网络连接没有问题，但与某台主机连接存在问题。
　　举个例子吧。
　　我管理的网络有19台机，由一台100M集线器连接服务器，使用DHCP动态分配IP地址。
　　有一次有位同事匆忙地告诉我"我的OUTLOOK打不开了"，我到他机器检查，首先我检查了本地网络设置，我用ipconfig /all看IP分配情况一切正常。接着我就开始PING网络中的其中一台机器，第一次PING结果很正常，但OUTLOOK还是无法使用其它网络软件和Copy网络文件都可以使用但网络速度很慢，第二次PING我用了一个参数-t（-t可以不中断地PING对方，当时我想PING一次可能发现不了问题）发现有time=30ms和request time out，从服务器PING这台机就更有趣，request time out比正常数据还多，在局域中竟然有time=30ms和request time out太不正常了。开始我认为是网卡的问题但换网卡后故障依旧，重做网线还是不能解决问题，这故障真有趣！最后我没办法了把它插在集线器端口上的另一端的网线换到另一个端口，哈！故障解决了。原来是集线器端口坏了。
如何用Ping命令来判断一条链路的速度？
　　Ping这个命令除了可以检查网络的连通和检测故障以外，还有一个比较有趣的用途，那就是可以利用它的一些返回数据，来估算你跟某台主机之间的速度是多少字节每秒
　　我们先来看看它有那些返回数据。
　　Pinging 202.105.136.105 with 32 bytes of data:
　　Reply from 202.105.136.105: bytes=32 time=590ms TTL=114
　　Reply from 202.105.136.105: bytes=32 time=590ms TTL=114
　　Reply from 202.105.136.105: bytes=32 time=590ms TTL=114
　　Reply from 202.105.136.105: bytes=32 time=601ms TTL=114
　　Ping statistics for 202.105.136.105:
　　　　Packets: Sent = 4, Received = 4, Lost = 0 (0% loss),
　　Approximate round trip times in milli-seconds:
　　　　Minimum = 590ms, Maximum = 601ms, Average = 593ms
　　在例子中"bytes=32"表示ICMP报文中有32个字节的测试数据（这是估算速度的关键数据），"time=590ms"是往返时间。
　　怎样估算链路的速度呢？举个例子吧。我们把A和B之间设置为PPP链路。
　　从上面的PING例子可以注意到，默认情况下发送的ICMP报文有32个字节。除了这32个字节外再加上20个字节的IP首部和8个字节的ICMP首部，整个IP数据报文的总长度就是60个字节（因为IP和ICMP是Ping命令的主要使用协议，所以整个数据报文要加上它们）。另外在使用Ping命令时还使用了另一个协议进行传输，那就是PPP协议（点对点协议），所以在数据的开始和结尾再加上8个字节。在传输过程中，由于每个字节含有8bit数据、1bit起始位和1bit结束位，因此传输速率是每个字节2.98ms。由此我们可以估计需要405ms。即68*2.98*2（乘2是因为我们还要计算它的往返时间）。
　　我们来测试一下33600 b/s的链路：
　　Pinging 202.105.36.125 with 32 bytes of data:
　　Reply from 202.105.36.125: bytes=32 time=415ms TTL=114
　　Reply from 202.105.36.125: bytes=32 time=415ms TTL=114
　　Reply from 202.105.36.125: bytes=32 time=415ms TTL=114
　　Reply from 202.105.36.125: bytes=32 time=421ms TTL=114
　　Ping statistics for 202.105.36.125:
　　　　Packets: Sent = 4, Received = 4, Lost = 0 (0% loss),
　　Approximate round trip times in milli-seconds:
　　　　Minimum = 415ms, Maximum = 421ms, Average = 417ms
　　看是不是差不多啊。^_^
　　这里大家可能要注意到，这估算值跟实际值是有误差的，为什么呢？因为我们现在估算的是一个理论值，还有一些东西我们没有考虑。比如在网络中的其它干扰，这些干扰主要来之别的计算机。因为在你测试时不可能全部计算机停止使用网络给你做测试，这是不实际的。另外就是传输设备，因为有某些设备如MODEM它在传输时会把数据压缩后再发送，这大大减少了传输时间。这些东西产生的误差我们是不能避免的，但其数值大约在5%以内我们都可以接受（利用MODEM传输例外），但是可以减少误差的产生。比如把MODEM的压缩功能关闭和在网络没有那么繁忙时进行测试。有时候误差是无须消除的。因为我们需要这些误差跟所求得的理论值进行比较分析，从而找出网络的缺陷而进行优化。这时测试网络的所有数据包括误差都会成为我们优化的依据。
　　还要注意，这种算法在局域网并不适用，因为在局域网中速度非常的快几乎少于1ms，而Ping的最小时间分辨率是1ms，所以根本无法用Ping命令来检测速度。如果想测试速度那就要用专门仪器来检测。
　　总的来说，Ping命令是一个在故障检查方面很有用而且很便利的工具，你不应该忽视它的存在。（全文完）
作者: 玉狼    时间: 2003-9-7 20:33     标题: iP地址与网络分类

很不错~~又长了知识
作者: 优优他爹    时间: 2003-9-7 21:11     标题: iP地址与网络分类

晕~~~~~~~~~          老大，我初中毕业，您认为我所接受的知识，能看懂么？
有没有傻瓜软件，适合我的。
作者: ouli    时间: 2003-9-7 22:56     标题: iP地址与网络分类

不学怎么懂？？？！
作者: 默读忧伤    时间: 2003-9-10 08:39     标题: iP地址与网络分类

下面引用由优优他爹在 2003/09/07 09:11pm 发表的内容：
晕~~~~~~~~~          老大，我初中毕业，您认为我所接受的知识，能看懂么？
有没有傻瓜软件，适合我的。
我为什么却能看懂？问题在你是否愿意去努力。不付出汗水，永远只会停滞不前！



欢迎光临 黑色海岸线论坛 (http://bbs.thysea.com/) Powered by Discuz! 7.2