子网划分

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1.IPv4


所以我们知道网络主机有一个可以找到的唯一地址。这些地址称为 IP 地址。IPv4 地址如下所示:

204.23.124.23
这个地址实际上包含两部分,告诉我们知道它所在网络的网络部分和告诉我们它在该网络上的主机的主机部分。在本课程中,我们将主要讨论 IPv4 地址,这是您在提到 IP 地址时通常会看到的内容。

IP 地址由句点分隔为八位字节。因此,IPv4 地址中有 4 个八位字节。如果你懂一点计算机科学,八位字节是 8 位,而 8 位实际上等于 1 个字节,所以我们也将 IPv4 地址称为 4 个字节。在处理子网和 IP 地址时,我们经常使用位。

2.在Windows系统中,我们可以用ipconfig来查看自己的IP地址,在Linux中,我们可以用ifconfig来查看自己的IP地址。

3.子网

如何判断我是否与 Patty 在同一个网络上?好吧,我们可以看看子网的子网简称。子网是一组 IP 地址以某种方式相似的主机。这些主机通常彼此相距较近,您可以轻松地在同一子网上的主机之间发送数据。可以将其视为以相同的邮政编码发送邮件,这比将邮件发送到不同的州要容易得多。

例如,IP 地址以 123.45.67 开头的所有主机将位于同一子网中。我的主机的 IP 为 123.45.67.8,Patty 的 IP 为 123.45.67.9。常见的数字是我的网络前缀,而 8 和 9 是我们的主机,因此我的网络与 Patty 的相同。子网分为网络前缀,如 123.45.67.0 和子网掩码。

子网掩码

子网掩码决定 IP 地址的哪一部分是网络部分,哪一部分是主机部分。

典型的子网掩码可能如下所示:

255.255.255.0
255部分实际上是我们的面具。为了更容易理解,还记得我们如何将每个八位字节称为 8 位吗?在计算机科学中,位用二进制形式的 0 或 1 表示。使用二进制数时,1 表示开启,0 表示关闭。那么 8 个 0 或 1 等于什么?

打入谷歌“二进制到十进制计算器”并将 11111111 转换为十进制形式。你得到了什么?255!所以一个八位字节的范围是 0 到 255。所以如果我们的子网掩码为 255.255.255.0,IP 地址为 192.168.1.0,那么该子网上有多少主机?我们将在子网数学课中找到答案。

同样,当我们谈论我们的子网时,我们通常用网络前缀后跟子网掩码来表示它:

123.234.0.0/255.255.0.0
为什么?

我们到底为什么要创建子网?子网划分用于对网络进行分段并控制该网络内的流量。因此,一个子网上的主机不能与不同子网上的另一台主机交互。

但是等一下,如果我想连接到 yahoo.com 等其他主机怎么办?然后,您需要将子网连接在一起。要连接子网,您只需找到连接到多个子网的主机。例如,如果我在 192.168.1.129 的主机连接到 192.168.1.129/24 的本地网络,它可以访问该网络上的任何主机。要到达 Internet 其余部分的主机,它需要通过路由器进行通信。传统上,在大多数子网掩码为 255.255.255.0 的网络上,路由器通常位于子网的地址 1,即 192.168.1.1。现在该路由器将有一个端口将其连接到另一个子网(更多在路由课程中)。某些 IP 地址(专用网络)对 Internet 是不可见的,我们有 NAT 之类的东西(稍后会详细介绍)。

4.子网数学

好的,我们知道子网掩码对于确定子网上可以拥有多少主机很重要。那么会有多少主机呢?

假设我有一个 IP 地址192.168.1.0和一个子网掩码255.255.255.0,现在让我们以二进制形式排列这些数字。现在使用在线计算器将这些值从十进制转换为二进制。


192.168.1.165  = 11000000.10101000.00000001.10100101

255.255.255.0  = 11111111.11111111.11111111.00000000

IP 地址被我们的子网掩码屏蔽,当你看到 1 时,它被屏蔽了,我们假装没有看到它。因此,我们可以拥有的唯一可能的主机来自 00000000 区域。请记住,二进制形式的 11111111 等于 255,我们还将 0 视为主机号,因此有 256 个可能的选项。然而,看起来我们有 256 个可能的选项,但实际上我们减去了 2 个主机,因为我们必须考虑广播地址和子网地址,从而在我们的子网上留下 254 个可能的主机。所以我们知道我们可以拥有 IP 地址范围为 192.168.1.1 – 192.168.1.254 的主机。

5.子网秘籍
我讨厌必须添加这一部分,在现实世界中,您很可能永远不必手动进行子网数学运算,但是如果您在这方面接受采访,您将必须知道如何转换为二进制形式子网划分。幸运的是,您可以记住一些算术秘籍。

首先记住你的 base-2 计算,就这样做:

2^1 = 2
2^2 = 4
2^3 = 8
2^4 = 16
2^5 = 32
2^6 = 64
2^7 = 128
2^8 = 256
2^9 = 512
2^10 = 1024
2^11 = 2048
2^12 = 4096


十进制到二进制图

1   1  1  1  1 1 1 1

128 64 32 16 8 4 2 1

下面的图表看起来像它的方式有很多原因,如果你好奇它是如何工作的,网上有很多资源。

好的,这些都记住了吗?让我们快速进行十进制到二进制的转换:

将 192.168.23.43 转换为二进制

记住:128 / 64 / 32 / 16 / 8 / 4 / 2 / 1

让我们将第一个八位组转换为二进制,您将了解其余部分的工作原理。

你能减去 192 – 128 吗?是的,所以第一位是 1
192 – 128 = 64,图表中的下一个数字是64,你能减去64 – 64吗?是的,所以第二位是 1
我们已经用完了可以减去的数字,所以我们的 192 的二进制形式是 11000000
将二进制 11000000 转换为十进制

对于二进制到十进制的转换,您将具有 1 的数字相加,因此:

 + 0 + 0 + 0 = 192!

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