CISCO学习笔记（二）IP地址介绍及VLSM

二进制数和十进制数的相互转换：

如：192.168.122.123

那么当前的一组Ipv4地址是由32位二进制数组成的，然后把32位划分为了4组，每一组都用十进制数来表示。也就是说一组十进制数由8位二进制数组成，如“192”。

把192转为二进制数为11000000，而转换的方法为以192除以2，除尽余“0”，除不尽余“1”，最后从下往上倒数而上就是“11000000”

看下面的方法，把“192”转换为二进制数：

所以“192”的二进制数为“11000000”

而如何将二进制数又转换回十进制数呢，看下面的方法：

“11000000”= 1x2⁷+1x2⁶+0x2⁵+0x2⁴+0x2³+0x2²+0x2¹+0x2⁰

           =128+64+0+0+0+0+0+0

           =192

*版本version ，IPv4的版本号。

*首部长度是可变长的IP包头长度，最多可以达到60个字节。因为长度可变，因此需要定义。而“首部长度”和下面的“可选项”是有对应关系的。

*优先级与服务类型，简称为“TOS”提供3层的QOS。

*总长度是指的整个数据包的大小。

*IP层 上层来的数据到IP层会被分段，这几个字段用来对数据包进行标识，使在数据到达目的端重组的时候，不会乱序。由“标识符”、“标志”、“段偏移量”三项组成。

*路由器的一个端口通过的一个数据包是1500个字节。

*TTL值叫做生存周期，经过一个路由器值减1，为0时，数据包丢弃。为了防止一个数据包在网络中无限的循环下去。默认是255。

*协议号，协议字段，用来标识封装的上层数据是UDP还是TCP，UDP协议号是17，TCP协议号是6。

*首部效验和是针对整个数据包做效验的。

*源地址也就是源IP

IP地址的作用：

--用于标识设备在网络中的具体位置。

--每个主机（计算机、网络设备、外围设备）都有独一无二的IP地址

--主机ID：

      *标识每个独立的主机

      *由组织分配给各设备

也就是一个IP地址分为： IP地址=网络位+主机位

而IP地址有分为三大类：

例如“192.168.1.1”就是一个“C”类地址。

0.0.0.0   代表的是所有网段也是作为保留网段的。

而作为可用的私有IP地址网段在各网段分别为：

A类：10.0.0.0  to 10.255.255.255

B类：172.16.0.0  to 172.31.255.255

C类：192.168.0.0  to 192.168.255.255

总结如下：

1.      A类地址255.0.0.0/8

(1)    A类地址第1个字节为网络地址，其他3个字节为主机地址。

(2)    A类地址的范围：1.0.0.1—126.255.255.254

(3)    A类地址中的私有地址和保留地址：

110.x.x.x是私有地址（所谓的私有地址就是在互联网上不使用，而被用在局域网络中的地址）。范围（10.0.0.0---10.255.255.255）。

2127.x.x.x是保留地址，用做循环测试用的。

2.      B类地址255.255.0.0/16

(1)    B类地址第1个字节和第2个字节为网络地址，其它2个字节为主机地址。

(2)    B类地址范围：128.0.0.1—191.255.255.254

(3)    B类地址的私有地址和保留地址

1172.16.0.0—172.31.255.255是私有地址

2169.254.x.x是保留地址，如果你的IP地址是自动获取IP地址，而你在网络上又没有找到可用的DHCP服务器，就会得到其中一个地址。

3． C类地址255.255.255.0/24

(1)C地址第1个字节、第2个字节和第3个字节为网络地址，第4个字节为主机地址。另外第1个字节的前三位固定为110。

(2)C类地址范围：192.0.0.1---223.255.255.254

(3)C类地址中的私有地址：192.168.x.x是私有地址。（192.168.0.0—192.168.255.255）

4.  D类地址

(1)D类地址部分网络地址和主机地址，它的第1个字节的前四位固定为1110。

(2)D类地址范围：224.0.0.1—239.255.255.254

5.  E类地址

(1)E类地址部分网络地址和主机地址，它的第1个字节的前五位固定为11110。

(2)E类地址范围：240.0.0.1—255.255.255.254

   

举例“256.241.201.10”这个地址不属于任何类别，因为它是不存在的IP地址。

等长子网划分：fsm

举例：192.168.10.0/26255.255.255.192

那么这样的一组地址是一个C类地址，可是后面的后缀为26，表示从主机位借了2位出来即｛24+2=26｝，那么我们知道一个主机位由8位二进制数表示，那么从这个8位里面借出了2位。就相当于:本来应该如果是24的后缀，那么掩码就应该是255.255.255.0 ，在这里我们把这最后一个“0”看成一个二进制数表示的8位数字就是：00000000 而在这里借出来2位，就成为了“11000000”转换成十进制数就是1x128+1x64+0+0+0+0+0+0=192。所以“192.168.10.0/26”的子网掩码就应该是“255.255.255.192”。

借了2位过来构成了一个子网位。

而子网数=2的2次方，2次方就是借来的两位，那么等于4，也就是划分出来了4个子网。

那么每一个子网的主机数=2的6次方-2=62.（“2的6次方”为什么是6次方呢，因为之前借出了2个主机位，那么就还剩下6个主机位，用这剩下的6个主机位作为2的次方。每一个子网里面有64个IP，但是第一个和最后一个是不能使用的，所以要减去2个，那么可用就的就只有62个。）

那么这四个子网分别是：

网络ID 不可用           可用的地址          本网广播不可用

192.168.10.0/26    192.168.10.1-192.168.10.62     192.168.10.63

192.168.10.64/26   192.168.10.65-192.168.10.126   192.168.10.127

192.168.10.128/26  192.168.10.129-192.168.10.190  192.168.10.191

192.168.10.192/26  192.168.10.193-192.168.10.254  192.168.10.255

可变长子网划分：vfsm

192.168.10.0/24

需要每个子网的主机数100  50 25  8  5

0     0   0    0     0   0    0   0

/25  /26  /27  /28   /29  /30               借位只能借到6位最多，每个里面有2

128  64  32   16    8   4                  个不能用。

用100去跟下面的数去比较，那么显然只有第一个借1位的128个主机数可以满足条件。

那么同样50的话，只能用借2位的64个主机数才可以满足条件，以此类推。

那么：

1192.168.10.0/25---------给100的使用   255.255.255.128

0+128=128

2192.168.10.128/26-----------给50的使用255.255.255.192

128+64=192

3192.168.10.192/27-------给25的使用   255.255.255.224

192+32=224

4192.168.10.224/28---------给8的使用   255.255.255.240

224+16=240

5192.168.10.240/29------给5的使用     255.255.255.248

240+8=248

6192.168.10.248/29------其他剩余的几个地址。

路由汇总：

如果都化成二进制数来看，那么前面的21位都是一样的。如图：

然后把这8个子网进行与运算，最后与出来的结果就是“172.16.168.0/21”前21位都是一样的。

与运算的方法： 与运算是按照这个规则来进行的。

举例：              第三个八位组的二进制数

172.16.16.0/24        00010000

172.16.17.0/24        00010001

172.16.18.0/24        00010010

172.16.19.0/24        00010011

-----------------------------------------------------------

进行与运算：        00010000 = 16

 

那么加上前面两个八位组就是8+8+6=22，也就是说前面22位是一样的。

那么最后的结果就是172.16.16.0/22 255.255.252.0 (这里是主机位少两位，而最后的255又不可用，所以是254-2=252的第三位子网掩码。

小知识：IP地址的子网掩码从24的后缀开始，向上增加的子网划分，越大越少，最大可以借到第6位，都是在255个地址之内的划分。而逆向减少后缀则越小越多，一个网段可以有21个亿左右的可用IP地址。最低可以减少到1的后缀。

 

超网supernet.

172.16.16.0/24        192.168.16.0/24

172.16.17.0/24        192.168.17.0/24

172.16.18.0/24        192.168.18.0/24

172.16.19.0/24        192.168.19.0/24

那么左边的这个是B类地址，而右边的这个是C类地址，可是他们与出的最终结果却是：

172.16.16.0/22  由于本身就是B类地址，22的后缀比24小故而正常。

192.168.16.0/22 由于与出来的结果，后缀小于24，而它又是C类地址，应该要大于24的后缀才正常，所以叫做超网，而有的路由器是不支持超网的。