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  第33题      
  知识点:   IP地址和子网掩码   子网掩码
  关键词:   IPv4   网络地址   子网掩码   网络   子网        章/节:   局域网和广域网       

 
从IPv4的地址构造来看,其表达的网络地址数是有限的。现在有一个C类地址:210.34.198.X,意味着这个地址唯一标识一个物理网络,该网络最多可以有255个结点。但若此时有多个物理网络要表示,且每个物理网络的结点数较少,则需要采用子网划分技术,用部分结点位数作为表达子网的位数。此处用结点数的前两位作为子网数,就可以区分4个子网了。此时其对应的子网掩码是( ) 。
 
 
  A.  255.255.255.256
 
  B.  255.255.255.128
 
  C.  255.255.255.198
 
  D.  255.255.255.192
 
 
 

 
  第33题    2014年上半年  
   26%
给定URL为:http://www.xxx.com.cn/index.htm,其中index.htm表示(33);顶级域名是(34)。
  第29题    2020年下半年  
   20%
TCP/IP是一个协议簇,包含了多个协议。其中(29)是用来进行文件传输的基本协议。
  第27题    2016年上半年  
   43%
下面4个主机地址中属于网络220.115.200.0/21的地址是(27)。
   知识点讲解    
   · IP地址和子网掩码    · 子网掩码
 
       IP地址和子网掩码
               IP地址
               IP地址具有固定、规范的格式。TCP/IP协议规定,每个地址由32位二进制数组成,分成四段,其中每8位构成一段,这样每段所能表示的十进制数的范围最大不超过255,段与段之间用“.”隔开。
               为了便于表达和识别,IP地址是以十进制数形式表示的,每8位一组,用一个十进制数来表示,0~255。在TCP/IP协议中,IP地址主要分为三类:A类、B类、C类。
               在Internet上有成千百万台主机,每台上网的计算机都有一个IP地址,它就像用户在网上的身份证,要查看自己IP地址可在Windows 9x的系统中单击“开始”→“运行”→敲入“winipcfg”→按回车键,就可显示自己所用的计算机的IP地址。IP地址不是随机的,它跟电话号码有些类似,即处在某一网络范围的所有计算机都有相同的地址前缀。
               每个IP地址可以分为两个组成部分:网络号标识和主机号标识。网络号标识确定了某一主机所在的网络,主机号标识确定了在该网络中特定的主机。根据适用范围的不同,IP地址分成若干类,主要依据是网络号和主机号的数量。通常,IP地址分为三类:
               A类:
               
               A类IP地址用8位来标识网络号,24位标识主机号。最前面一位为“0”,这样A类IP地址所能表示的网络数范围为0~127,第一段数字范围为1~126。每个A类地址可连接16387064台主机,Internet有126个A类地址。只要见到第一段数字为1~126格式的IP地址,都属于A类地址。A类IP地址通常用于大型网络。
               B类:
               
               一个B类IP地址由2个字节(16位)的网络地址和2个字节(16位)的主机地址组成,网络地址的最高位必须是“10”,因此,第一段数字范围为128~191。每个B类地址可连接64516台主机,Internet有16256个B类地址。通常,B类IP地址适用于中等规模的网络,例如各地区和网络管理中心。
               C类:
               
               C类地址是由3个字节(24位)的网络地址和1个字节(8位)的主机地址组成,网络地址的最高位必须是“110”,因此第一段数字范围为192~223。例如前面所举的两例都属C类IP地址。每个C类地址可连接254台主机,Internet有2054512个C类地址。C类IP地址一般适用于校园网等小型网络。
               在上面三类IP地址中,由于A类IP地址的网络号数目有限,因此现在能够申请到的仅是B类(同样紧缺)或C类两种。当某个单位申请IP地址时,实际上申请到的是一个网络号,而主机号由该单位或公司自行确定分配,只要无重复的主机号即可。
               除了上面三类主要的IP地址外,还有两类不常用的保留地址:D类和E类地址。
               D类地址用于多点播送。第一个字节以“1110”开始,第一个字节的数字范围为224~239,是多点播送地址,用于多目的地信息的传输。部分留给Internet体系结构委员会IAB作为备用。其中全零“0. 0. 0. 0”地址对应于当前主机,全“1”的IP地址“255. 255. 255. 255”是当前子网的广播地址。
               E类地址:以“11110”开始,即第一段数字范围为240~254。E类地址保留,仅作实验和开发用。
               另外还有几种用作特殊用途的IP地址:
               主机号全部设为“0”的IP地址称为网络地址,如129. 45. 0. 0就是B类网络地址。
               主机号部分全设为“1”(即255)的IP地址称之为广播地址,如129. 45. 255. 255就是B类的广播地址。
               网络号不能以十进制“127”作为开头,在地址中数字127留给诊断使用。如127.1.1.1用于回路测试,同时网络号的第一个8位组也不能全置为“0”,全置“0”表示本地网络。网络号部分全为“0”和全部为“1”的IP地址被保留使用。
               近年来,随着Internet用户数目的急剧增长,可供分配的IP地址数目也日益减少。大部分B类地址均己分配,目前只有C类地址尚可分配,原有32位长度的IP地址的使用已经显得相当紧张,新的128位长度的IP地址方案将会缓解目前IP地址的紧张状况。
               子网掩码(Subnet Mask)
               从IP的地址构造可以清楚地看出,只有有限的对全世界有用的网络地址数。如果拥有一个网络地址(如一个C类地址210.34.168.X),则只能用它来唯一标识一个物理网络,而这个网络允许最多有255个结点。如果有多个物理网络,每个网络中的结点数却较少,那么,可以采用子网的划分技术,用部分的结点数作为子网数来代替。
               如C类地址210.34.168.X,用结点数的前2位作为子网数,则可以区分4个子网了,而每个子网中最多可以有63个结点(结点数剩6位了):
               用二进制来说明:
               
               那么,如何告知IP对寻址规则的修改呢?那就是使用子网掩码。子网掩码用于区分IP地址的网络数部分和结点数部分,即前多少位是网络数,后多少位是结点数。
               方法是:与IP地址一样,也采用32位的二进制数,由两部分组成,前面一部分为全1,后面一部分为全0,1的个数表示对应的IP地址中网络数的位数,0的个数表示对应IP地址中结点数的位数。即由与IP地址对应的网络数部分全取1,结点数部分全取0组成。
               如IP地址210.34.168.11,即二进制11010010 00100010 10101000 00001011;子网掩码为255.255.255.0,即二进制11111111 11111111 11111111 00000000;表示IP的前三个字节(24位:210.34.168)为网络数,最后一个字节(8位:十进制11)为结点数。
               若子网掩码为255.255.255.192,即二进制11111111 11111111 11111111 11000000,则表示IP的前24位为网络数,接着2位为子网数,后6位为结点数了。也就是用了原结点数的前二位作为子网数了,一个网络变成四个子网,但子网内结点数的范围变小了。
 
       子网掩码
        虽然上面已经把一个网络划分为若干个子网,但路由器R1必须知道数据报中目的IP地址的网络号net-id、子网号subnet-id和主机号host-id各是多少位,这就需要通过子网掩码(Subnet Mask)来实现。
        子网掩码和IP地址一样,也是32位长,由一串1和跟随的一串0组成。子网掩码中的1对应于IP地址中的网络号net-id和子网号subnet-id,而子网掩码中的0对应于IP地址中的主机号host-id。要得到网络或子网地址,只需将IP地址和子网掩码进行按位"与"(AND)运算即可。下图说明了子网掩码的工作方式。
        
        进行按位"与"(AND)运算可得到网络地址
        上图(a)表示在未划分子网情况下,网络地址是IP地址与它默认的子网掩码(255.255.0.0)按位"与"运算的结果,即将主机号host-id设置为0的IP地址。上图(b)表示在划分子网情况下,当主机号借用8位作为子网号subnet-id,子网掩码中"1"的个数相应地增加8,即255.255.255.0。这时将子网掩码和IP地址按位"与"运算就得到了子网地址。这里要注意是:网络地址(在划分子网时常称为子网地址)并不仅仅是一个子网号subnet-id,而是将主机号host-id设置为0的IP地址。可以看出,子网掩码不能单独存在,它必须结合IP地址一起使用。
        与IP地址相同,子网掩码通常也使用点分十进制表示法表示,如255.255.255.0、255.255.255.240等。有时为了表示方便,通常在IP地址后加一个"/网络号和子网号位数"。例如,210.45.12.58/28就表示该IP地址的网络号net-id和子网号subnet-id共占用28位,主机号占用32-28=4位,如果用点分十进制表示法表示,则子网掩码是255.255.255.240(11111111.11111111.11111111.11110000)。
        使用子网掩码的好处是:不管网络是否划分子网,也不管IP地址中的网络号net-id和子网号subnet-id是多少位,只要将子网掩码和IP地址进行按位"与"运算,就可立即得出网络地址。这样在路由器处理到来的IP分组时就可采用同样的算法。
        如果一个网络不划分子网,那么该网络的子网掩码就使用默认子网掩码。默认子网掩码中值为1的位与IP地址的网络号net-id所占位正好相对应。因此默认子网掩码和不划分子网的IP地址按位"与"(AND)运算,就得出该IP地址的网络地址,这样做可以不用查找该地址的分类位就能知道这是哪一类的IP地址。显然,A类、B类和C类网络默认子网掩码分别是255.0.0.0(/8)、255.255.0.0(/16)、255.255.255.0(/24),如下图所示。
        
        A类、B类和C类IP地址的默认子网掩码
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