云计算学习-5G网络技术

系列文章目录

` 提示：仅用于个人学习，举行查漏补缺使用。
Day1 网络参考模型
Day2 网络综合布线与应用
Day3 IP地址

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提示：写完文章后，目录可以自动天生，怎样天生可参考右边的帮助文档
Day3 IP地址

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前言

提示：这里可以添加本文要记载的大概内容：
内容有：IP地址、子网掩码、私有IP地址等
提示：以下是本篇文章正文内容，下面案例可供参考
IP地址的格式：

• 主机唯一的标识，保证主机间正常通讯
  
• 一种网络编码，用来确定网络中一个节点
  
• IPv4地址是一个32位的二进制数，通常表示为四组十进制数字，每组数字范围从0到255，组与组之间用点（.）分隔。比方，一个典型的IPv4地址可能是：192.168.1.1。
  
• 电脑使用快捷键“Win+R”键进入下令行窗口，随后输入“ipconfig”下令，查看本机网络连接信息，如下图：
  

IP地址的分类：

IP地址的分类是根据网络号和主机号的不同来举行分别的。

在IPv4中，地址分为A、B、C、D和E五类，其中A、B、C类地址用于常规的网络通讯，D类地址用于组播，E类地址保留用于将来的特别用途。以下是对这些地址类的详细说明：

1.A类地址：

• 
  
  
  
  • 范围：1.0.0.0 到 126.255.255.255
    
  
  
• 
  
  
  
  • 特点：第一个字节（8位）为网络号，剩余三个字节（24位）为主机号。
    
  
  
• 
  
  
  
  • 实用范围：大型网络，如国家或大型企业的网络。
    
  
  

2. B类地址：

• 
  
  
  
  • 范围：128.0.0.0 到 191.255.255.255
    
  
  
• 
  
  
  
  • 特点：前两个字节（16位）为网络号，剩余两个字节（16位）为主机号。
    
  
  
• 
  
  
  
  • 实用范围：中型网络，如学校或都会的网络。
    
  
  

3. C类地址：

• 
  
  
  
  • 范围：192.0.0.0 到 223.255.255.255
    
  
  
• 
  
  
  
  • 特点：前三个字节（21位）为网络号，最后一个字节（8位）为主机号。
    
  
  
• 
  
  
  
  • 实用范围：小型网络，如家庭或办公室网络。
    
  
  

4. D类地址：

• 
  
  
  
  • 范围：224.0.0.0 到 239.255.255.255
    
  
  
• 
  
  
  
  • 特点：用于组播，即一个数据包同时发送给多个目的地。
    
  
  
• 
  
  
  
  • 实用范围：多媒体广播、网络会议等。
    
  
  

5. E类地址：

• 
  
  
  
  • 范围：240.0.0.0 到 255.255.255.255
    
  
  
• 
  
  
  
  • 特点：保留用于将来的扩展。
    
  
  
• 
  
  
  
  • 实用范围：目前未明白指定用途。
    
  
  

6.增补：

还有一些特别的IP地址，如127.0.0.0/8范围内的地址用于本地回环测试，255.255.255.255用作受限广播地址等。
IPv6地址格式：

• IPv6地址是为了办理IPv4地址耗尽问题而设计的，它是一个128位的二进制数，通常表示为八组四位十六进制数，每组之间用冒号（:）分隔。比方一个典型的IPv6地址可能是：2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334。
  

• IPv6地址的表示方法有两种：冒号分隔的十六进制表示法和点分十进制表示法。在点分十进制表示法中，每组四位十六进制数转换为一位十进制数，组与组之间用点（.）分隔。
  

子网掩码：

• 子网掩码的格式：
  子网掩码通常由四组八位的二进制数构成，每组数字范围从0到255，组与组之间用点（.）分隔。比方，255.255.255.0。
  

• 子网掩码的作用：
  

• 标识IP地址中的网络位和主机位。
  
• 决定一个IP地址的哪些位用于表示网络，哪些位用于表示主机。
  
• 在数据包传输过程中，帮助路由器确定数据包的目标网络。
  

• 子网掩码的计算：
  子网掩码可以通过将IP地址中的每字节取反（0变1，1变0）得到。比方，IP地址192.168.1.1，其子网掩码为255.255.255.0。
  
• 子网掩码的类型：
  

• 尺度子网掩码：如255.255.255.0，用于将IP地址分为网络和主机两部分。
  
• 扩展子网掩码：如255.255.255.128，用于将IP地址分为网络和多个子网。
  

• 子网掩码与CIDR：
  CIDR（无分类域间路由）是一种表示子网掩码的方法，通过在IP地址后面加上斜线（/）和子网掩码的前缀位数来表示。比方，192.168.1.1/24表示子网掩码的前24位为网络位。
  
• 子网掩码的应用：
  在配置网络设备时，子网掩码用于设置设备的网络位和主机位。精确配置子网掩码有助于确保网络设备可以精确地通讯和路由数据。
  

CIDR地址：

• CIDR地址的格式：
  CIDR地址通常由两部分构成：IP地址和斜线（/）以及一个数字，这个数字表示网络前缀的位数。比方，192.168.1.0/24表示网络前缀为24位。
  
• 网络前缀：
  网络前缀是指IP地址中用于标识网络的那部分位，它在CIDR地址中是固定的，不会改变。网络前缀的位数决定了网络的大小。
  
• 主机号：
  主机号是指IP地址中用于标识网络中每一台主机的那部分位，它在CIDR地址中是可变的，用于区分不同的主机。
  
• CIDR地址的优势：
  

• 更高效的地址分配：CIDR允许将一个大的网络分别为多个小的子网，这样可以更有效地使用IP地址空间。
  
• 简化的路由器配置：CIDR通过聚合路由信息，可以淘汰路由表的大小，简化路由器的配置。
  
• 支持VLSM（可变长度子网掩码）：CIDR支持不同长度的子网，提供了更大的灵活性。
  

• CIDR地址的表示方法：
  CIDR地址可以使用点分十进制表示法，也可以使用二进制表示法。在二进制表示法中，网络前缀的位用1表示，主机号的位用0表示。
  
• CIDR地址的应用：
  CIDR地址广泛应用于互联网中的路由器配置、网络管理和IP地址分配。它有助于提高网络性能和可管理性。
  

IP地址和MAC地址：

• IP地址是网络层及以上层使用的地址，用于标识网络中的设备。
  
• MAC地址是数据链路层使用的地址，用于标识网络设备的详细硬件。
  

地址剖析协议ARP：

• 地址剖析协议（Address Resolution Protocol，ARP）是TCP/IP协议族中的一个协议，它用于将网络层的IP地址剖析为链路层的MAC地址。
  
• ARP用于办理在同一局域网内的计算机之间的通讯问题，它将IP地址转换为物理地址（MAC地址），以便在数据链路层上举行通讯。
  

IP数据报的格式：

• IP数据报包含首部长度、总长度、标志、生存时间（TTL）、片偏移等字段，用于标识和通报数据包。
  

私有IP地址：

• 私有IP地址范围：
  

• 根据RFC 1918，私有IP地址分为以下三个类别：
  
• A类：10.0.0.0到10.255.255.255
  
• B类：172.16.0.0到172.31.255.255
  
• C类：192.168.0.0到192.168.255.255
  

• 私有IP地址的特点：
  

• 私有IP地址只能在构造内部网络中使用，不能在互联网上公开路由。
  
• 私有IP地址可以在内部网络中自由分配，不受互联网的IP地址分配限制。
  
• 私有IP地址通常用于内部网络的服务器和设备，如打印机、文件共享等。
  
• 私有IP地址可以用于局域网（LAN）和城域网（MAN）等内部网络。
  

• NAT（网络地址转换）：
  

• 由于私有IP地址不能在互联网上公开路由，因此构造内部网络中的设备需要通过NAT（Network Address Translation）来访问互联网。
  
• NAT将私有IP地址转换为公共IP地址（公网IP地址），以便设备可以访问互联网。
  
• NAT还用于隐藏内部网络的布局和规模，增强网络安全性。
  

• 私有IP地址与公网IP地址的转换：
  

• 在NAT过程中，内部网络中的设备通过私有IP地址发送数据包。
  
• 当数据包到达NAT设备时，NAT会将私有IP地址转换为公网IP地址。
  
• 数据包在互联网上传输，到达目的地后，再将公网IP地址转换回私有IP地址。
  

• 私有IP地址的不足：
  

• 由于私有IP地址不能在互联网上公开路由，因此不能直接从互联网访问内部网络的服务和设备。
  
• 需要使用NAT等技术来支持内部网络与互联网的通讯。
  

参考资料：

• CIDR地址块及其子网分别（内含原始IP地址分类及其子网分别的先容）：https://blog.csdn.net/dan15188387481/article/details/49873923
  
• 2.私有IP地址定义、私有IP地址范围（10.0.0.0/8、172.16.0.0/12、192.168.0.0/16）内网ip地址范围、局域网ip范围、外网ip、互联网ip：
  

https://blog.csdn.net/Dontla/article/details/132439470?ops_request_misc=%257B%2522request%255Fid%2522%253A%2522172118163916800184133479%2522%252C%2522scm%2522%253A%252220140713.130102334.pc%255Fall.%2522%257D&request_id=172118163916800184133479&biz_id=0&utm_medium=distribute.pc_search_result.none-task-blog-2allfirst_rank_ecpm_v1~hot_rank-1-132439470-null-null.142v100pc_search_result_base6&utm_term=%E7%A7%81%E6%9C%89IP%E5%9C%B0%E5%9D%80%E8%8C%83%E5%9B%B4&spm=1018.2226.3001.4187
增补：

IP地址规划原则

• 唯一性原则：在一个IP网络中，每个设备的IP地址必须是唯一的，以确保设备之间能够精确通讯。
  
• 连续性原则：连续的IP地址分配有利于网络管理和地址汇总，可以淘汰路由表的大小，提高路由算法的服从。
  
• 扩展性原则：IP地址的分配应该预留足够的空间，以顺应网络规模的将来扩展需求。
  
• 实意性原则：IP地址应具有一定的现实意义，通过IP地址可以大致判断出该地址所属的设备或部门，便于管理和维护。
  
• 管理便捷原则：IP地址的规划应便于网络管理和监控，淘汰管理复杂度。
  
• 地域原则：根据地理位置对IP地址举行分配，使得同一地区的设备位于雷同的IP地址段，便于管理和维护。
  
• 业务原则：根据业务需求对IP地址举行规划，确保不同业务的设备能够有效区分和管理。
  
• 地址节省原则：公道使用IP地址资源，避免浪费，节省地址空间。
  
• 安全性原则：在IP地址规划中应思量到网络安全，通过公道的地址分配淘汰潜在的安全风险。
  
• 合规性原则：遵守相关的网络尺度和法规，确保IP地址规划符合行业尺度和法律法规。
  

IP地址规划留意事项

• 互联地址：
  

指的是那些用于网络间互联的IP地址，可以是公网IP地址或特定情况下使用的私网IP地址（通过NAT转换）。

• Loopback地址：
  
  
  
  • Loopback地址是一个特别的IP地址，用于网络设备的内部环回接口。它是一个虚拟的网络接口，不对应任何物理硬件接口，而是用于软件测试和本机通讯。
    
  • 对于IPv4，loopback地址通常是127.0.0.1。当发送数据到这个地址时，数据不会离开主机，而是立即返回到发送它的应用或服务。这被用于测试网络软件，确保它们可以在本地机器上精确地发送和吸收数据。（IPv4中还定义了整个127.0.0.0/8地址段作为loopback地址，但现实中通常只使用127.0.0.1）
    
  • 对于IPv6，loopback地址是::1。与IPv4雷同，发送到这个地址的数据也会直接返回，不会在外部网络上传输。
    
  
  
• 网关地址：
  

网关地址是指网络中用于连接不同网络段（如连接局域网和广域网）的设备所使用的IP地址。网关通常是一个路由器，它能够将数据包从一个网络转发到另一个网络。

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