作為 internet 的網路協議,tcp/ip 的成功在很大程度上歸功於它將不同大小的網路和不同型別的系統連線在一起的能力。這些網路被強制定義為具有預定義大小的三個主要類(還有其他一些類別),每一類都可以由系統管理員分成更小的子網。子網掩碼用於將 ip 位址分成兩個部分。一部分標識主機(計算機),另一部分標識它所屬的網路。檢視 ip(internet 協議)位址並研究它的組織方式可以幫助您更好地理解 ip 位址和子網掩碼的工作方式。
ip 位址通常以點分十進位制格式表示,四個數字由句點分隔,例如 192.168.123.132。要了解子網掩碼如何用於區分不同的主機、網路和子網,請檢視以二進位制表示的 ip 位址。
例如,點分十進位制 ip 位址 192.168.123.132 在二進位制表示法中為 32 位數字 110000000101000111101110000100。此數字的含義可能很難理解,因此它被分成四個部分,每個部分有八個二進位制數字。
這些八位部分稱為八位組。示例 ip 位址於是變成 11000000.10101000.01111011.10000100。此數字表示的含義只是稍微明白了一點,因此在大多數應用中,會將二進位制位址轉換為點分十進位制格式 (192.168.123.132)。點分十進位制數字是從二進位制轉換為十進位制表示法的八位組。
為了讓 tcp/ip 廣域網 (wan) 以乙個網路集的形式高效工作,在網路間傳遞資料報的路由器並不知道資訊包的目標主機的確切位置。路由器只知道主機是哪乙個網路的成員,並使用儲存在路由表中的資訊來確定如何將資料報送達目標主機的網路。當資料報被傳送到目標網路後,該資料報就會被傳送到相應的主機。
.132 主機
- 或 -
0.0.0.132 — 主機位址。
第二項是子網掩碼,它是 tcp/ip 正常工作所必需的。tcp/ip 協議使用子網掩碼確定主機是在本地子網中還是在遠端網路中。
在 tcp/ip 中,將哪部分 ip 位址用作網路位址和主機位址並不固定,所以除非您掌握詳細的資訊,否則無法確定上述網路位址和主機位址。此資訊在另乙個 32 位數字中提供,稱為子網掩碼。在本例中,子網掩碼為 255.255.255.0。如果您不知道二進位制表示法中的 255 等於 11111111,可能並不清楚該數字表示的含義;照此分析,子網掩碼為:
11111111.11111111.11111111.00000000 -- 子網掩碼 (255.255.255.0)
00000000.00000000.00000000.10000100 -- 主機位址 (000.000.000.132)
這樣,我們就可以知道,在這個使用 255.255.255.0 子網掩碼的示例中,網路 id 為 192.168.123.0,主機位址為 0.0.0.132。當資料報到達 192.168.123.0 子網(從本地子網或遠端網路),而且它的目標位址為 192.168.123.132 時,您的計算機將從網路接收它並對它進行處理。
幾乎所有十進位制子網掩碼都轉換為左側全部是
一、右側全部是零的二進位制數字。其他一些常見的子網掩碼有:
255.255.255.192 1111111.11111111.1111111.11000000
255.255.255.224 1111111.11111111.1111111.11100000
internet rfc 1878(從
()
獲取)描述了可在 tcp/ip 網路中使用的有效子網和子網掩碼。internet 位址由管理 internet 的機構 internic (
()
) 來分配。這些 ip 位址分成若干類。其中最常見的是 a、b 和 c 類。也有 d 和 e 類,但是終端使用者通常不會使用。每個位址類都有不同的預設子網掩碼。可以通過檢視 ip 位址的第乙個八位組來識別該 ip 位址的類別。下面是 a、b 和 c 類 internet 位址的範圍,每一類位址都有乙個示例:
保留私有ip:
a類 10.0.0.0--10.255.255.255
b類 172.16.0.0--172.31.255.255
c類 192.168.0.0--192.168.255.255
在某些情況下,由於網路的物理拓撲或因為網路(或主機)的數目在預設的子網掩碼限制之下並不適用,所以預設子網掩碼值可能不適合機構的需要。下一部分將解釋如何使用子網掩碼劃分網路。系統管理員可以進一步劃分 a、b 或 c 類 tcp/ip 網路或對這些網路進行子網配置。當您將 internet 的邏輯位址結構(ip 位址和子網的抽象世界)與真實世界中使用的物理網路進行協調時,就有必要進行子網配置。
接受 ip 位址塊分配的系統管理員可以用輕鬆符合這些位址的方式管理未經組織的網路。例如,您有乙個廣域網,在該廣域網中,tcp/ip 路由器連線的三個網路(位於不同城市)中有 150 個主機。這三個網路中的每個網路都有 50 個主機。向您分配了 c 類網路 192.168.123.0。(此位址是為了便於說明,實際上來自 internet 中未分配的範圍。)這意味著可以將位址 192.168.123.1 至 192.168.123.254 用於您的 150 個主機。
在示例中不能使用的兩個位址為 192.168.123.0 和 192.168.123.255,因為主機部分全部為一和全部為零的二進位制位址無效。零位址無效的原因是使用它在未指定主機的情況下指定了網路。255 位址(在二進位制表示法中全部為一的主機位址)用來向網路中的每個主機廣播訊息。只需記住,任何網路或子網中的第乙個位址和最後乙個位址不能分配給任何單獨主機。
現在,您應該能夠將 ip 位址給予 254 個主機。如果所有 150 臺計算機都在乙個網路中,則此操作會進行得很順利。但是,您的 150 臺計算機位於三個單獨的物理網路中。不用為每個網路請求更多位址塊,只需將網路分成使您可以在多個物理網路中使用乙個位址塊的子網。
在此情況下,使用使網路位址更大和可能的主機位址範圍更小的子網掩碼將網路分成四個子網。也就是說,您正在「借用」某些通常用於主機位址的位,並將它們用於位址的網路部分。子網掩碼 255.255.255.192 給予您四個網路,每個網路有 62 個主機。由於用二進位制表示 255.255.255.192 與 1111111.11111111.1111111.11000000 相同,所以此操作可以順利進行。最後乙個八位組的前兩位數字變為網路位址,所以您獲得了附加網路 00000000 (0)、01000000 (64)、10000000 (128) 和 11000000 (192)。(某些管理員只使用將 255.255.255.192 作為子網掩碼的其中兩個子網。有關此主題的更多資訊,請參閱 rfc 1878。)在這四個網路中,最後 6 個二進位制數字可用於主機位址。
192.168.123.65-126
192.168.123.129-190
192.168.123.193-254
再次重審,全部為一或全部為零的二進位制主機位址無效,所以您不能使用最後乙個八位組為 0、63、64、127、128、191、192 或 255 的位址。
現在,看兩個主機位址 192.168.123.71 和 192.168.123.133,您就會了解其原理。如果使用預設 c 類子網掩碼 255.255.255.0,則這兩個位址都位於 192.168.123.0 網路中。但是,如果使用子網掩碼 255.255.255.192,則它們位於不同網路中;192.168.123.71 位於 192.168.123.64 網路中,192.168.123.133 位於 192.168.123.128 網路中。如果 tcp/ip 計算機需要與另乙個網路中的主機進行通訊,它通常通過稱為路由器的裝置進行通訊。在 tcp/ip 術語中,主機中指定的、用於將主機子網鏈結到其他網路的路由器稱為預設閘道器。本節解釋 tcp/ip 如何確定是否將資料報傳送到其預設閘道器以到達網路中的另一台計算機或裝置。
當主機嘗試使用 tcp/ip 與另乙個裝置進行通訊時,它會使用已定義的子網掩碼和目標 ip 位址針對子網掩碼和其自己的 ip 位址進行比較。此比較結果會告訴計算機目標是本地主機還是遠端主機。
如果此過程的結果確定目標是本地主機,則計算機只將資料報傳送到本地子網。如果比較結果確定目標是遠端主機,則計算機將資料報**到其 tcp/ip 屬性中定義的預設閘道器。然後,路由器負責將資料報**到正確的子網。tcp/ip 網路問題通常是由計算機的 tcp/ip 屬性中三個主要條目的錯誤配置導致的。了解 tcp/ip 配置中的錯誤如何影響網路操作後,您可以解決許多常見 tcp/ip 問題。
錯誤的子網掩碼:如果網路將預設掩碼外的其他子網掩碼用於其位址類,而客戶端仍使用該位址類的預設子網掩碼進行配置,則可以與遠端網路進行通訊但無法與某些附近網路進行通訊。例如,如果建立四個子網(例如在子網配置示例中),但是在 tcp/ip 配置中使用錯誤的子網掩碼 255.255.255.0,則主機將無法確定某些計算機是否在與它們自己的子網不同的子網中。當發生此情況時,傳送到作為相同 c 類位址一部分的不同物理網路中的主機的資料報將不會傳送到預設閘道器來進行傳送。此問題的常見症狀是計算機可以與其本地網路中的主機以及所有遠端網路進行通訊,但無法與位置在附近並具有相同的 a、b 或 c 類位址的網路進行通訊。要解決此問題,只需在該主機的 tcp/ip 配置中輸入正確的子網掩碼。
錯誤的預設閘道器:使用錯誤的預設閘道器配置的計算機能夠與其自己網段中的主機進行通訊,但是無法與某些或全部遠端網路中的主機進行通訊。如果乙個物理網路有多個路由器,且將錯誤的路由器配置為預設閘道器,則主機能夠與某些遠端網路進行通訊,但是無法與其他遠端網路進行通訊。如果組織中有乙個路由器連線到內部 tcp/ip 網路,另乙個路由器連線到 internet,則此問題很常見。
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