目录

1.ISO七层网络模型

2. 网络模型介绍

3.分类IP地址

3.1如何显示IP地址

3.2分配共同IP地址的范围

3.2.1网络编号分配范围

3.2.2分配主机号码的范围

3.2.3 IP任命范围的概要

3.2.4IP地址和硬件地址

3.2.5子网和超级网

3.2.6 子网

3.2.7 超网

1.ISO七层网络模型

2. 网络模型介绍

在计算机网络中,有一个著名的OSI七层协议架构,概念清楚，理论完整，但它既复杂又不实用。TCP/IP系统结构不同,得到的广泛的应用。最后,结合OSI和TCP/IP的优点,采用了只有五层协议的系统结构.本文描述的IP基于五层协议模型网络层。

3.分类IP地址

3.1如何显示IP地址

IP地址就是给英特网上的每个主机（路由器）的每个接口分配一个在全世界范围内是唯一的32位的标识符。它的第一个组成部分是网络号码,第二个字段是主机号码。在前面的网络号码中指定的网络中,一个主机号码必须是唯一的,因此IP地址在整个网络中都是唯一的。目前它被分成五个IP地址:A、B、C、D和E。

● 在A、B、C 三类地址中灰色的部分即为网络号，网络号的前三位是类别位，分别是0,10，110。也就是说我们可以凭借这个类别位置来判断网络类别。

由于A、B和C三个类型的网络编号的长度不同,32位的总长度导致A、B和C类型的地址主机编号字段中的字节数分别为3、2、1(一个字节8位)。

D类地址的网络编号为110,用于多播(一对多通讯),E类地址的网络编号为11,供以后使用。

因此我们一般使用的就是ABC三类网络地址，IP地址是32位的二进制代码，为了提高可读性，把32位的IP地址中的每8位用等效的十进制表示出来（点分十进制），于是我们日常生活中常见的IP地址就出现了。

例如：IP地址，128.11.3.31，转化为二进制为 100000000 00001011 00000011 00011111 ，可以看出类别位为 10，可以判断为一个B类地址。

3.2分配共同IP地址的范围

3.2.1网络编号分配范围

A类地址网络编号占一个字节,但因为一个是被分类的,只有7位可供使用，但是由于规定，整个网络字段0是一个代表网络的保留字段,而127（01111111）是另外一个保留字段，作为本地软件循环测试。我们通常指的是原型机器,原因也是出自这里。因此,可以分配A类地址的网络号码的数目为27-2。
B类网络地址网络号有两个字符,第一个两个定在10点,只剩下14位可用，因为这些14位不值以任何方式使网络号完全0或完全1,单实际上规定，指定B类的最低网络地址。因此,可以分配给B类地址的网络号码的数目为214-1。
C类地址具有三字节的网络字段编号,第一三字节固定为110字节,只有21字节可用。同样适用于最小的网络地址,可以分配给C类地址,因此可分配给C类地址的网络编号为221-1。

3.2.2分配主机号码的范围

●由于主编的规定,一个完整的0主机名称代表一个与主机连接的单一网络地址(例如:主机地址是,则该主机所在的网络地址为5.0.0.0），所有1都意味着所有。也就是说,网络上的所有主机。
类A地址的主机数由三个字符和24位组成,因此每个类A网络中可以分配的主机数为224-2。
一个B类地址的主机数是两个字节,由16位组成,所以每个B类网络中可以分配的主机数是216-2。
C类地址的主机数为一个字节,由八位组成,所以每个C类网络分配的主机数为(28-2)

3.2.3 IP任命范围的概要

总的来说,已知网络和主机的分配描述,IP地址空间有232个地址。
所有A类地址共有 (27-2)**(224-2),约231个,占50%;
所有B类地址为 (214-1)**(216-2),约230个,占25%;
所有C类地址为 (221-1)** (28-2),约229,占12.5%;

3.2.4IP地址和硬件地址

从层次角度来看，硬件地址是数据链层和物理层(通常称为MAC地址)使用的地址。IP地址是网络层和上面使用的地址。是一种逻辑地址。在网络层上,我们从IP1到IP2传输数据信息,不管我们经过多少次,从网络层来看，源地址总是IP1,目标地址总是IP2.但从数据链层,显然就不是这样了，这些是物理地址，可能多个中间节点的物理地址将从源节点到目的地节点改变。

而IP地址和物理地址的之间的转化则需要依靠两个重要的协议ARP（地址解析协议），RARP（逆地址解析协议）。IP地址通过ARP转化成物理地址，物理地址可以通过RARP转化成相应的IP地址。

3.2.5子网和超级网

如何简单地管理多个主机在IP地址下

3.2.6 子网

现在假设这样一个场景，一个数据报起目的地址是145.13.3.10（在子网 145.13.3.0中），已经到达路由器R1（145.13.0.0），那么这个路由器怎么将它转发到145.13.3.0呢？
我们 不知道 目标 地址 是否 被 分 为 分网 。
这就引出了子网掩码的概念了，子网掩码也是32位，由一串1和0组成，子网掩码中的1对应于IP地址中的网络号位置+子网网络号位置，子网掩码中的0对应与IP地址中现在的主机号位置。
如果使用IP地址和子网面具的“与”操作,我们可以立即获取所希望的子网的网络地址。如果不使用“与”操作(使用默认的子网面具),我们可以直接获取IP地址的网络地址。

● A类地址的默认子网掩码是255.0.0.0
● B类地址的默认子网掩码是255.255.0.0
● C类地址的默认子网掩码是255.255.255.0

3.2.7 超网

非分类地址的CIR,使用变量子网 masking,可以进一步提高IP地址的资源利用。

首先,通过消除ABC类地址和分界网的传统概念,CIRD将32位IP地址分为两个部分,网络前缀和其余部分,表明该方法是在IP地址之后添加“/”,然后写入网络前缀所占的位数。

第二，CIR地址块包含与网络前缀相同的IP地址,例如，IP地址 128.14.35.7/20 用二进制表示 100000000 00001110 00100011 00000111，所以我们很容易可以得出这块地址中最小地址为128.14.32.0,即 100000000 00001110 00100000 00000000，最大地址为128.14.47.255，即 100000000 00001110 00101111 11111111.

为了更加方便进行路由选择，CIDR使用32位的地址掩码，1的个数就是网络前缀的长度，如上面所举例中的/20的地址块的地址掩码是 11111111 11111111 11110000 00000000

因此可以看出，网络前缀越短，其地址块所包含的地址就越多，这样可以根据实际情况更加有效的分配IPv4的地址空间。而由很多个CIDR地址快构成的庞大的网络就就被称为“超网”。

参考链接:IP地址分配原则_书博客Go - CSDN博客_IP地址分配原则

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