啟邁網(wǎng)絡(luò)和大家說說IP地址和子網(wǎng)掩碼的關(guān)系
發(fā)表日期：2010-04-27 瀏覽次數(shù)：3035次
在TCP/IP協(xié)議中，SUBNET MASKS（子網(wǎng)掩碼）的作用是用來區(qū)分網(wǎng)絡(luò)上的主機(jī)是否在同一網(wǎng)絡(luò)取段內(nèi)。在大型網(wǎng)絡(luò)中，CLASS A的SUBNET MASKS為255.0.0.0， CLASS B的SUBNET MASKS為255.255.0.0，CLASS C的SUBNET MASKS為255.255.255.0。
假如某臺(tái)主機(jī)的SUBNET MASKS為IP地址為202.119.115.78，它的SUBNET MASKS為255.255.255.0。將這兩個(gè)數(shù)據(jù)作AND運(yùn)算后，所得出的值中的非0的BYTE部分即為NETWORK ID 。運(yùn)算步驟如下：
202.119.115.78的二進(jìn)制值為：
11001010.01110111.01110011.01001110
255.255.255.0的二進(jìn)制值為:
11111111.11111111.11111111.00000000
AND后的結(jié)果為：
11001010.01110111.01110011.00000000
轉(zhuǎn)為二進(jìn)制后即為：
202.119.115.0
它就是NETWORK ID，在IP地址中剩下的即為HOST ID，即為78，這樣當(dāng)有另一臺(tái)主機(jī) 的IP 地址為202.119.115.83，它的SUBNET MASKS也是255.255.255.0，則其NETWORK ID 為202.119.115，HOST ID為83，因?yàn)檫@兩臺(tái)主機(jī)的NETWORK ID都是202.119.115，因此，這兩臺(tái)主機(jī)在同一網(wǎng)段內(nèi)。
但是，在實(shí)際應(yīng)用中，可能會(huì)有多個(gè)分布與各地的網(wǎng)絡(luò)，而且，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)的主機(jī)數(shù)量并不很多，如果申請(qǐng)多個(gè)NETWORK ID，會(huì)造成IP資源的浪費(fèi)，而且很不經(jīng)濟(jì)，如果我們?cè)赟UBNET MASKS上動(dòng)一下手腳，可以在只申請(qǐng)一個(gè)NETWORK ID的基礎(chǔ)上解決這個(gè)問題。
比如，我們有三個(gè)不同的子網(wǎng)，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)的HOST數(shù)量各為20、25和50，下面依次稱為甲、乙和丙網(wǎng)，但只申請(qǐng)了一個(gè)NETWORK ID 就是202.119.115。首先我們把甲和乙網(wǎng)的SUBNET MASKS改為255.255.255.224，224的二進(jìn)制為11100000，即它的SUBNET MASKS為：
11111111.11111111.11111111.11100000
這樣，我們把HOST ID的高三位用來分割子網(wǎng)，這三位共有000、001、010、011、100、 101、110、111八種組合，除去000（代表本身）和111（代表廣播），還有六個(gè)組合，也就是可提供六個(gè)子網(wǎng)，它們的IP地址分別為：（前三個(gè)字節(jié)還是202.119.115）
00100001~00111110 即33~62為第一個(gè)子網(wǎng)
01000001~01011110 即65~94為第二個(gè)子網(wǎng)
01100001~01111110 即97~126為第三個(gè)子網(wǎng)
10000001~10011110 即129~158為第四個(gè)子網(wǎng)
10100001~10111110 即161~190為第五個(gè)子網(wǎng)
11000001~11011110 即193~222為第六個(gè)子網(wǎng)
選用161~190段給甲網(wǎng)，193~222段給乙網(wǎng)，因?yàn)楦鱾€(gè)子網(wǎng)都支持30臺(tái)主機(jī)，足以應(yīng)付甲網(wǎng)和乙網(wǎng)20臺(tái)和25臺(tái)的需求。
再來看丙網(wǎng)，由于丙網(wǎng)有50臺(tái)主機(jī)，按上述分割方法無法滿足它的IP需求，我們 可以將它的SUBNET MASKS設(shè)為255.255.255.192， 由于192的二進(jìn)制值為11000000，按上述方法，它可以劃分為兩個(gè)子網(wǎng)，IP地址為：
01000001~01111110 即65~126為第一個(gè)子網(wǎng)
10000001~10111110 即129~190為第二個(gè)子網(wǎng)
這樣每個(gè)子網(wǎng)有62個(gè)IP可用，將65~126分配丙網(wǎng)，多個(gè)子網(wǎng)用一個(gè)NETWORK ID 即告實(shí)現(xiàn)。
如果將子網(wǎng)掩碼設(shè)置過大，也就是說子網(wǎng)范圍擴(kuò)大。那么根據(jù)子網(wǎng)尋徑規(guī)則，很可能發(fā)往和本地機(jī)不在同一子網(wǎng)內(nèi)的目的機(jī)的數(shù)據(jù)，會(huì)因?yàn)殄e(cuò)誤的相與結(jié)果而認(rèn)為是在同一子網(wǎng)內(nèi)，那么，數(shù)據(jù)包將在本子網(wǎng)內(nèi)循環(huán)，直到超時(shí)并拋棄。數(shù)據(jù)不能正確到達(dá)目的機(jī)，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)傳輸錯(cuò)誤。如果將子網(wǎng)掩碼設(shè)置得過小，那么就會(huì)將本來屬于同一子網(wǎng)內(nèi)的機(jī)器之間的通信當(dāng)做是跨子網(wǎng)傳輸，數(shù)據(jù)包都交給缺省網(wǎng)關(guān)處理，這樣勢(shì)必增加缺省網(wǎng)關(guān)的負(fù)擔(dān)，造成網(wǎng)絡(luò)效率下降。因此，任意設(shè)置子網(wǎng)掩碼是不對(duì)的，應(yīng)該根據(jù)網(wǎng)絡(luò)管理部門的規(guī)定進(jìn)行設(shè)置。
隨著IP地址資源的日趨枯竭，可供分配的IP地址越來越少，往往一個(gè)擁有幾百臺(tái)計(jì)算機(jī)規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)只能得到區(qū)區(qū)幾個(gè)IP地址，于是，許多人開始采用其他技術(shù)來擴(kuò)展IP空間。
1.子網(wǎng)掩碼設(shè)置
如果你所分配的IP地址僅能滿足對(duì)主機(jī)的需求，但遠(yuǎn)不能滿足你欲在局 域網(wǎng)中再建若干子網(wǎng)的需要，設(shè)置子網(wǎng)掩碼就是你不得不采取的措施了。
子網(wǎng)掩碼同樣也以四個(gè)字節(jié)來表示，用來區(qū)分IP地址的網(wǎng)絡(luò)號(hào)和主機(jī)號(hào)， 默認(rèn)子網(wǎng)掩碼如下表所示：
子網(wǎng)掩碼(以十進(jìn)制表示)
A類 255．0．0．0
B類 255．255．0．0
C類 255．255．255．0
當(dāng)IP地址與子網(wǎng)掩碼相與時(shí)，非零部分即被確認(rèn)為網(wǎng)絡(luò)號(hào)。
假如我們將子網(wǎng)掩碼中第四字節(jié)最高位起的某些位由0修改成1，使本來應(yīng)當(dāng)屬于主機(jī)號(hào)的部分改變成為網(wǎng)絡(luò)號(hào)，這樣就實(shí)現(xiàn)了我們劃分子網(wǎng)的目的。例如你得到了一個(gè)C類網(wǎng)絡(luò)地址198.189.98，按常規(guī)，你所有的設(shè)備從198.189.98.0到198.189.98.254都將處于同一網(wǎng)絡(luò)之中，但如果你需要將自己 的網(wǎng)絡(luò)劃分成5個(gè)子網(wǎng)以便管理，那就必須修改子網(wǎng)掩碼255.255.255.0，將此 掩碼的第四個(gè)字節(jié)中的前三位再拿出來充當(dāng)子網(wǎng)掩碼，即將第四字節(jié)的00000000 修改成11100000(十進(jìn)制數(shù)為224)，故應(yīng)當(dāng)將子網(wǎng)掩碼設(shè)置為255.255.255.224。這樣我們有001、010、011、100、101、110六種方式與之相與得到不同的網(wǎng)絡(luò)號(hào)(除去000和111作為保留地址不能使用)，各子網(wǎng)的前三個(gè)字節(jié)仍然是198.189.98。可以知道：如子網(wǎng)掩碼的位數(shù)越多，能劃分的子網(wǎng)數(shù)也就越多，但是每個(gè)子網(wǎng)的主機(jī)數(shù)就會(huì)越少。子網(wǎng)掩碼的劃分設(shè)置也有一個(gè)缺點(diǎn)：劃分的子網(wǎng)越多，損失的IP地址也會(huì)越多。因?yàn)槊總€(gè)子網(wǎng)都會(huì)保留全0或全1的兩個(gè)地址而不能使用。
2.動(dòng)態(tài)IP地址設(shè)置
DHCP(DynamicHostConfigurationProtocol)動(dòng)態(tài)主機(jī)配置協(xié)議是一種多個(gè)工作站共享IP地址的方法。當(dāng)我們分配到的IP地址數(shù)目遠(yuǎn)小于一個(gè)網(wǎng)絡(luò)工作站的數(shù)目時(shí)，如果為每個(gè)設(shè)備都分配一個(gè)固定的IP地址，則顯然有一部分計(jì) 算機(jī)將不能連入網(wǎng)絡(luò)。DHCP為我們提供了一個(gè)較好的解決方法，其前提條件是其中每一個(gè)設(shè)備都不是隨時(shí)都需要連接入網(wǎng)，并且同一時(shí)刻上網(wǎng)的設(shè)備不會(huì)很多。動(dòng)態(tài)IP地址，顧名思義就是每一個(gè)設(shè)備所取得的IP地址是非固定的，即計(jì)算機(jī)連入網(wǎng)絡(luò)時(shí)自動(dòng)申請(qǐng)取得一個(gè)合法的IP地址，斷開網(wǎng)絡(luò)時(shí)自動(dòng)歸還，以便其他計(jì)算機(jī)使用。這樣，我們可以用較少的IP地址構(gòu)建較大的網(wǎng)絡(luò)，也可以增加網(wǎng)絡(luò)工作站的可移性，如果一臺(tái)主機(jī)從一個(gè)子網(wǎng)移動(dòng)到另一個(gè)子網(wǎng)時(shí)，由于網(wǎng)絡(luò)號(hào)的不同將修改該計(jì)算機(jī)的IP地址，否則無法與其他主機(jī)通信，而如果我們采用動(dòng)態(tài)IP地址，就會(huì)減少網(wǎng)絡(luò)管理的復(fù)雜性。現(xiàn)在DHCP已非常流行，所支持的軟件很多，且可以運(yùn)行于不同機(jī)器和平臺(tái)。目前撥號(hào)上Internet的用戶就基本上采用這種方法。
3.非路由地址
在IP地址范圍內(nèi)，IANA(InternetAssignedNumbersAuthority)將一部分地址保留作為私人IP地址空間，專門用于內(nèi)部局域網(wǎng)使用，這些地址如下表：
類 IP地址范圍 網(wǎng)絡(luò)數(shù)
A 10.0.0.0---10.255.255.255 1
B 172.16.0.0---172.31.255.255 16
C 192.168.0.0---192.168.255.255 255
這些地址是不會(huì)被Internet分配的，因此它們?cè)贗nternet上也從來不會(huì)被路由，雖然它們不能直接和Internet網(wǎng)連接，但仍舊可以被用來和Internet通訊，我們可以根據(jù)需要來選用適當(dāng)?shù)牡刂奉悾趦?nèi)部局域網(wǎng)中大膽地將這些地址當(dāng)作公用IP地址一樣地使用。在Internet上，那些不需要與Internet通訊的設(shè)備，如打印機(jī)、可管理集線器等也可以使用這些地址，以節(jié)省IP地址資源。
4.代理服務(wù)器
代理服務(wù)器其實(shí)是Internet上的一臺(tái)主機(jī)設(shè)備，它有一個(gè)固定的IP地址，當(dāng)你需要上Internet時(shí)，就向該服務(wù)器提出請(qǐng)求，代理服務(wù)器接受請(qǐng)求并為你建立連接，然后將你所需要的服務(wù)返回信息通知你，所有的數(shù)據(jù)信息和通訊處理 都是通過代理服務(wù)器的IP地址來完成。這種情況下，我們局域網(wǎng)內(nèi)部的主機(jī)就應(yīng)使用非路由地址，這樣，即能保證內(nèi)部主機(jī)之間的通訊，又能拒絕外來網(wǎng)絡(luò)的直接訪問請(qǐng)求。
代理服務(wù)器具有以下兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)：一是如果你請(qǐng)求的數(shù)據(jù)已被同一網(wǎng)段上的其他人請(qǐng)求過了，那么大多數(shù)代理服務(wù)器都能從Cache中調(diào)用這些數(shù)據(jù)直接傳給你，避免重新連接的時(shí)間和帶寬；二是代理服務(wù)器可以保護(hù)你的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)不受入侵，也可以設(shè)置對(duì)某些主機(jī)的訪問能力進(jìn)行必要限制，這實(shí)際上起著代理防火墻的作用。
支持代理服務(wù)器的軟件也非常多，WinGate、MsProxy等都是非常流行的代理服務(wù)器軟件。在中國，代理服務(wù)器的使用也越來越廣泛，中國公眾多媒體通訊網(wǎng)(169)其實(shí)就是一個(gè)巨大的使用代理服務(wù)器的例子。
5.地址翻譯
所謂地址翻譯實(shí)際上是路由器中的一個(gè)數(shù)據(jù)包處理過程。當(dāng)數(shù)據(jù)包通過路由器時(shí)，地址翻譯過程將其中的內(nèi)部私有IP地址解析出來，將其翻譯為一個(gè)合法的IP地址。地址翻譯過程可以按預(yù)先定義好的地址表一一映射翻譯，也可以將多個(gè)內(nèi)部私有地址翻譯為一個(gè)外部合法IP地址。由于網(wǎng)絡(luò)內(nèi)每個(gè)設(shè)備都有一個(gè)內(nèi)部穩(wěn)定的IP地址，所以這種方法具有較強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)安全控制性能。
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