LFCA：了解网络 IP 寻址范围类别 - 第 11 部分

在LFCA 系列的第 10 部分中，我们介绍了IP 地址的类别，并给出了常用 IP 类别的示例。但是，那只是一个概述，在本部分中，我们将更深入地了解 IP 寻址范围以及每类 IP 提供的主机和网络数量。

IP 地址类别

IP 地址主要分为 3 类，如下表所示：

让我们逐行检查一下。

A类网络

A 类地址范围为0.0.0.0至127.255.255.255。默认子网掩码为255.0.0.0。这意味着前8位用于网络地址，而其余24位保留用于主机地址。

但是，最左边的位始终为0。剩余的7位指定为网络部分。剩余的24位保留用于主机地址。

因此，要计算网络数量，我们将使用以下公式：

2⁷ – 2 = 126 个网络。我们减去2，因为0和127是保留的网络 ID。

同样，要计算主机，我们应用所示的公式。我们减去 2，因为网络地址0.0.0.0和广播地址127.255.255.255不是有效的主机 IP 地址。

2²⁴ - 2 = 16,777,214 

B类网络

B 类地址范围为128.0.0.0至191.255.255.255。默认子网掩码为255.255.0.0。理想情况下，前 2 个八位字节应为 16 个网络位。

但是，最左边的位是 1 和 0，这样就只剩下 14 个网络位。

因此，对于网络数量，我们有：

2¹⁴  = 16384

对于主机地址，我们有：

2¹⁶ - 2 = 65,534

C类网络

C 类IP 范围为192.0.0.0至223.255.255.255，默认子网掩码为255.255.255.0。这意味着我们有24 个网络位和 8 个主机位。

但是，从左边开始，我们有3位，即1 1 0。如果我们从24 个网络位中减去这3位，我们最终会得到21位。

因此，对于网络，我们有：

2²¹  = 2,097, 152

对于主机地址，我们有

2⁸ - 2 = 254

私有和公共 IP 地址

所有IPv4地址也可以分为公有IP 地址或私有IP 地址。让我们来区分一下这两者。

私有 IP 地址

私有 IP地址是分配给局域网 (LAN) 中的主机的地址。LAN 中的主机使用私有 IP 地址相互通信。每台主机从路由器获取一个唯一的 IP 地址

以下是私有 IP 地址范围：

10.0.0.0      –      10.255.255.255 
172.16.0.0    –      172.31.255.255 
192.168.0.0   –      192.168.255.255

此范围之外的任何东西都是公共 IP 地址，我们很快就会看到。

公共 IP 地址

公共 IP地址是通过互联网分配的。通常，您的ISP（互联网服务提供商）会为您分配一个公共 IP 地址。然后，借助 NAT（网络地址转换的缩写），将公共 IP 映射到 LAN 中的私有 IP 地址。NAT 可帮助局域网中的多个主机使用单个公共 IP 地址访问互联网

由于公共 IP 是由 ISP 分配给您的，因此需要按月付费，这与路由器免费分配的私有 IP 地址不同。公共 IP 的范围是全球性的。公共 IP 地址可访问在线资源，例如网站、FTP 服务器、Web 服务器等。

要知道您正在使用的公共 IP，只需打开浏览器并在 Google 上搜索“我的 IP 地址是什么”。单击建议的链接列表以显示您的公共 IP 地址。

公共 IP 地址的示例包括：

13.25.8.5.63
3.8.45.96
102.65.48.133
193.150.65.156

TCP/IP 模型：层和协议

TCP/IP模型是一个 4 层概念模型，它提供了一组用于计算机网络和互联网的规则和通信协议。它让我们大致了解了计算机中数据传输的原理

四层如下图所示：

• 应用层
• 传输层
• 互联网层
• 网络层

为了获得更好的视觉效果，下面是TCP/IP层模型。

让我们更好地了解每一层发生的情况。

1.网络层

这是 TCP/IP 模型中最基本或最基本的层。它决定了数据在网络上的物理发送方式。它定义了两个网络设备之间如何传输数据。此层取决于所使用的硬件。

在这里，您可以找到数据传输电缆，例如以太网/双绞线电缆和光纤。

2. 互联网层

第二层是互联网层。它负责网络上数据包的逻辑传输。此外，它还决定如何通过互联网发送和接收数据。在互联网层，你会发现 3 个主要协议：

• IP – 您可能已经猜到了，IP 代表 Internet 协议。它利用 IP 地址将数据包从源传送到目标主机。正如我们之前讨论过的，IP 有两个版本 – IPv4 和 Ipv6。
• ICMP – 这是 Internet 控制消息协议的缩写。它用于探测和诊断网络问题。一个很好的例子是当您 ping 远程主机以检查它是否可访问时。当您运行 ping 命令时，您会向主机发送 ICMP 回显请求以检查它是否已启动。
• ARP – 这是地址解析协议的缩写。它从给定的 IP 地址探测主机的硬件地址。

3.传输层

此层负责端到端通信以及将无错误的数据包从一个主机传送到另一个主机。传输层包含两个关键协议。

• TCP – 传输控制协议的缩写，TCP 可在主机之间提供可靠且无缝的通信。它对数据包进行分段和排序。它还执行错误检测并随后重新转换损坏的帧。
• UDP – 这是用户数据报协议。它是一种无连接协议，不像 TCP 协议那样提供可靠性和无缺陷连接。它主要用于不需要可靠传输的应用程序。

4.应用层

最后，我们有应用层。这是最顶层，提供软件应用程序用来交互的协议。这一层上有无数的协议，但是，我们列出了最常用的协议和相应的端口号。

TCP/IP 模型主要用于网络故障排除，有时与 OSI 模型（7 层模型）进行比较，我们将在故障排除部分介绍它。

至此，网络基础知识系列就到此结束。我们希望您已经获得了基本的了解。