HCIA-Access V2.5_2_2_2网络通信基础_IP编址与路由

网络层数据封装

首先IP地址封装在网络层，它用于标识一台网络设备，其中IP地址分为两个部分，网络地址和主机地址，通过我们采用点分十进制的形式进行表示。

IP地址分类

对IP地址而言，它细分为五类，A,B,C,D,E,A类IP地址，前8位是网络位，后24位是主机位，另外0这一段通常是保留的，127这一段用于环回测试地址，所以A类IP地址的范围是1.0.0.0到126.255.255.255.255，掩码是前8位，是网络位。

对于B类IP地址，前16位是网络位，后16位是主机位，并且前两位固定是10，所以B类的IP地址算出来就是128.0.0.0到191.255.255.255。

而对于C类IP地址，前24位是网络位，后8位是主机位，前三位固定是110，所以算出来C类IP地址范围就是192.0.0.0到223.255.255.255。前24位是网络位。

D类是我们的组播地址，后面的IPTV业务就通过组播地址来承载，组播地址前4位是固定的1110,算下来结果就是224.0.0.0到239.255.255.255.255。

E类通过用于科研。240.0.0.0到255.255.255.255。

我们平时在使用的时候主要使用A B C类IP地址，是不是所有的ABC类的地址都可以直接分配给主机使用呢。

特殊的IP地址

有一些特殊的IP地址是不能直接分配给我们的主机的， 第一类就是网络地址，网络地址就是网络位任意，主机位全0的就代表的是网络地址。比如，1.0.0.0， 1开头的是一个A类IP地址，A类IP地址前8位是网络位，后24位是主机位，后24位全为为0，那么这个时候代表的就是一个网络地址。

第二类地址就是广播地址，广播地址就是网络位任意主机位全是1，代表的就是广播地址，比如128.1.255.255,128开头的是一个B类地址，B类地址前16位是网络位，后16位是主机位，主机位全1，255就是8个1，主机位全1代表的就是一个广播地址，这个地址也不能直接分配给主机，每一个网段都会有一个网络地址和一个广播地址，这两个地址是不能分配给PC使用的，127这一段是环回测试地址。还有全0代表的是所有网络，通过在华为路由器里面用于指定默认路由。

最后一类就是全1，全1也代表的是一个广播地址，以上所有的地址都不能直接分配给PC。

私有地址

除此之我上，还从A B C类中抠出了一些作为私有地址在企业内部使用，私网地址是不能出现在公网的路由表中的，那么包括以下的三类，那么在公网上是没有私网路由的，私网地址要要访问公网是需要做NAT转换的。

掩码介绍

平时，我们在写IP地址的时候，除了写IP地址， 可能还会写掩码，那么掩码是干什么用的呢？它就是用来标识网络位和主机位，1代表网络位，0代表的是主机位，所以对于A类IP地址来说，前8位是网络位，所以A类IP地址，它的掩码就是255.0.0.0.而B类前16位是网络位，所以前16位掩码都是1,那么写出来255.255.0.0，而C类的掩码就是三个255加一个0。

有类IP地址和无类IP地址

总结一下ABC类IP地址可以支持的主机数，公式就是2的N次方减2，N就等于主机位数。

首先是A类IP地址，前8位是网络位，后24位是主机位，所以A类IP地址它可以容纳的主机数就是2的24次方减2，而对于B类来说，它可以容纳的主机数是2的16次方减2，它的前16位就是网络位，后16位是主机位，所以主机位数是16，而对于C类IP地址来说，它前24位是网络位，后8位是主机位，所以它可以容纳的主机数是2的8次方减2。

假设一下现在有两个路由器，它们要实现网络的互联，肯定是需要配置接口IP地址的，现在的网络其实我们只需要两个IP地址，分别配在两个路由器的接口上，但是在A B C 类ip地址划分的时候，其实可以看到每一个子网至少可以支持的主机数量是2的8次方减2 ，在这种情况下，如果我拿一个C类的IP地址分配在路由器的接口上，可能会出现什么问题，我其实只需要两个IP地址，但是你给了我一个C类的IP地址，那么有250多个IP地址其实是浪费掉了，所以你有没有发现ABC类IP地址可能会存在一些问题，可以会导致IP地址的浪费，所以在这个基础上我们就提出了无类IP地址，这就打破了传统的ABC类固定的网络长度，它的网络位是可以任意变换的，可以根据网络需求变成/30位,/28位,/26位,所以在这个图中，我就可以把我的掩码变换成/30位，我就给它直接配置一个192.168.1.0，掩码是/30位，这样的话我就可以左边地址可以配置成192.168.1.1，右边的接口就可以配置成192.168.1.2，而.5.6这些IP地址就可以配给其它的网段。

无子网的编址

第一个就是无子网的编址，也就是使用纯自然掩码不对网络进行细分，那么这绵掩码是固定的，8位，16位，24位，那么我们前面也说了，这种方式其实是会造成IP地址的浪费，所以现网主要采用第二种无类IP地址。

无类IP地址

网络管理员可以根据网络的需要，借用主机的位数，充当网络位，如图B类IP地址，它原本的话前16位是网络位，后16位是主机位，那么我在使用的时候，管理员就可以根据需要，比如说我现在借用5位主机位，让它变成网络位，那这个时候我的网络位的话，就可以根据需要变成21位，而主机位的话就变成11位，那么这个子网可以容纳的主机数就是2的11次方减2，这就是无类IP地址。

子网掩码的表示方法

 网络位变了，掩码也会产生变化，掩码就不再是固定的255.0.0.0和255.255.0.0以及255.255.255.0，它就可以变成图中255.255.255.240。

IP地址的进制转化

在子网划分时，最重要的就是掌握十进制和二进制数值的变化， 每8位二进制数值对应一位十进制数值，并且每8位都对应不同的十进制数值，如图可以看到每8位二进制是对应一位十进制数值，并且每一位都有相应的数值，我们在进行二进制转换的时候，只需要把置1的对就的数值累加，就可以变成十进制数值，比如说这边第一位置1代表的是2的7次方，第二位置1代表的是2的6次方，我只要把这两个数值相加，其它的全都是0，得到的结果就是192。

路由器的作用

 路由器工作在网络层，它的作用就是实现网络的互联，那么它主要就是依靠路由表，将我们的数据转发到目的地，除此之我，路由器还有一些其它特点，比如子网间的速率适配，还有隔绝网络，因为每一个路由器的接口都是对应的一个网段，另外路由器也可以配置一些策略，提高网络的安全性。

路由器的工作过程

 路由器的原理是依靠路由表进行转发，那么路由表的来源可参是静态配置的，也可以是动态路由协议产生的，那么常见的路由协议就是 OSPF,RIP IS-IS,BGP等等，路由表中主要包含了以下内容，目的地址，网络掩码，输出接口，下一跳，当然除此之外还有其它的一些内容。