IP 寻址与地址解析

2024-05-05 16:44
文章标签 ip 地址 解析 寻址

本文主要是介绍IP 寻址与地址解析,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

目录

前言

1.IP 分类地址

2.IP 子网与超网

3.组成 IP 超网

4.无类地址与 CIDR

5.配置管理

6.地址解析

总结


前言

        在互联网协议 (IP) 的世界中,寻址和地址解析是关键概念。它们使设备能够在互联网上唯一地标识和相互通信。让我们深入了解 IP 寻址、子网、超网、无类寻址和地址解析的过程。

1.IP 分类地址

        IP 地址是互联网上设备的唯一标识符。 IP 分类寻址使用基于类别的方法将 IP 地址分为不同类别:

  • 概述:IP 分类寻址将 32 位 IP 地址分为网络 ID 和主机 ID。前几位表示网络 ID,其余位表示主机 ID。共有五个类别:A、B、C、D 和 E。

  • 类别

    • A 类:A 类地址的前 8 位表示网络 ID,后 24 位表示主机 ID。 A 类地址用于大型网络,提供大量的唯一主机 ID。
    • B 类:B 类地址的前 16 位表示网络 ID,后 16 位表示主机 ID。它们用于中型网络。
    • C 类:C 类地址的前 24 位表示网络 ID,后 8 位表示主机 ID。它们适用于小型网络。
    • D 类:D 类地址用于多播通信,其中前 4 位表示“1110”。
    • E 类:E 类地址保留用于未来用途,前 4 位为“1111”。
  • 特殊的地址:在每个类别中,有一些特殊的地址:

    • 网络地址:网络地址的所有主机位设置为 0(例如,A 类网络地址为 10.0.0.0)。
    • 广播地址:广播地址的所有主机位设置为 1(例如,A 类广播地址为 10.255.255.255)。
    • 子网地址:子网掩码中的 1 表示网络和子网 ID,0 表示主机 ID。
  • 专用地址:专用 IP 地址用于不连接到互联网的私有网络。常见块包括 10.0.0.0/8(A 类)、172.16.0.0/12(B 类)和 192.168.0.0/16(C 类)。

  • 单播、多播和广播地址

    • 单播地址:用于单个设备的地址。
    • 多播地址:用于向一组设备发送数据。 D 类地址用于多播。
    • 广播地址:用于向同一网络上的所有设备发送数据。

2.IP 子网与超网

        子网和超网允许我们更有效地管理和组织 IP 地址:

  • 划分子网:划分子网涉及将大型网络分为更小的网络段。这通过在主机 ID 部分借用位来完成。子网掩码指定网络 ID、子网 ID 和主机 ID 的位数。例如,192.168.10.0/24 表示 A 类网络 192.168.10.0 具有 24 位网络掩码,允许 256 个主机地址。
  • VLSM(可变长度子网掩码):VLSM 允许在不同的子网中使用不同长度的子网掩码,从而有效地利用 IP 地址空间。

3.组成 IP 超网

        超网将多个网络聚合到一个路由器接口中:

  • 概述:超网(或路由聚合)是将多个网络组合到一起以表示单个路由条目。这简化了路由并节省了路由表中的空间。
  • 组成 IP 超网:要组成 IP 超网,网络必须具有连续的地址空间。例如,192.168.0.0/16 可以聚合为 192.168.0.0/15,包括两个连续的类 B 网络。
  • 超网掩码:超网掩码用于指定聚合网络的位模式。它指示网络 ID 和主机 ID 的位数。

4.无类地址与 CIDR

        无类域间路由 (CIDR) 引入了无类寻址:

  • 无类地址:无类寻址消除了基于类别的地址分配。 IP 地址由网络前缀和主机标识符组成,长度由斜线记法指定(例如,192.168.0.0/24)。前缀长度表示网络中的位数。
  • 通过 CIDR 实现汇总:CIDR 允许通过汇总连续网络来创建超网。例如,192.168.0.0/23 表示 192.168.0.0/24 和 192.168.1.0/24 的聚合。

5.配置管理

        IP 地址的配置和管理对于网络的平稳运行至关重要:

  • 手动配置:管理员可以为每个设备手动分配静态 IP 地址。这对于小型网络或需要固定地址的设备很有用。
  • 动态配置:动态主机配置协议 (DHCP) 可以自动分配 IP 地址。 DHCP 服务器将地址租给网络上的设备,从而动态地管理地址分配。

6.地址解析

        地址解析协议 (ARP) 和反向地址解析协议 (RARP) 用于将 IP 地址映射到物理地址:

  • ARP 与 RARP 概述:ARP 用于查找与已知 IP 地址关联的 MAC 地址。 RARP 用于查找与已知 MAC 地址关联的 IP 地址。
  • ARP 原理:当设备需要将数据发送到特定 IP 地址时,它会检查其 ARP 缓存中是否存在该地址的 MAC 地址。如果找不到,它将发送 ARP 请求广播,包含目标 IP 地址和发送者 MAC 地址。目标设备将使用 ARP 响应进行响应,包括其 MAC 地址。
  • ARP 格式:ARP 报文包含硬件类型、协议类型、硬件地址长度、协议地址长度、操作代码、源 MAC 地址和 IP 地址以及目标 MAC 和 IP 地址。
  • ARP 缓存:设备维护一个 ARP 缓存,其中存储最近解析的 IP 到 MAC 地址映射。这可以加快将来通信的速度。
  • ARP 欺骗:ARP 欺骗是一种攻击,攻击者发送虚假的 ARP 响应,将流量重定向到恶意设备。
  • 代理 ARP:代理 ARP 允许路由器代表连接到其接口的网络上的设备响应 ARP 请求。
  • RARP:RARP 用于动态获取 MAC 地址的 IP 地址。它主要用于无盘工作站。 RARP 请求包含 MAC 地址,RARP 响应包含 IP 地址。

总结

        IP 寻址与地址解析是互联网的基石。它们使设备能够相互通信并确保数据到达正确的目的地。 CIDR 和超网简化了路由并提高了地址空间的效率。 ARP 和 RARP 协议确保了 IP 地址到物理地址的平滑转换。有效的配置管理确保了网络中的设备可以可靠地寻址和通信。

这篇关于IP 寻址与地址解析的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!


原文地址:
本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.chinasem.cn/article/962165

相关文章

Java 正则表达式URL 匹配与源码全解析

《Java正则表达式URL匹配与源码全解析》在Web应用开发中,我们经常需要对URL进行格式验证,今天我们结合Java的Pattern和Matcher类,深入理解正则表达式在实际应用中... 目录1.正则表达式分解:2. 添加域名匹配 (2)3. 添加路径和查询参数匹配 (3) 4. 最终优化版本5.设计思

使用Java将DOCX文档解析为Markdown文档的代码实现

《使用Java将DOCX文档解析为Markdown文档的代码实现》在现代文档处理中,Markdown(MD)因其简洁的语法和良好的可读性,逐渐成为开发者、技术写作者和内容创作者的首选格式,然而,许多文... 目录引言1. 工具和库介绍2. 安装依赖库3. 使用Apache POI解析DOCX文档4. 将解析

Java字符串处理全解析(String、StringBuilder与StringBuffer)

《Java字符串处理全解析(String、StringBuilder与StringBuffer)》:本文主要介绍Java字符串处理全解析(String、StringBuilder与StringBu... 目录Java字符串处理全解析:String、StringBuilder与StringBuffer一、St

Spring Boot循环依赖原理、解决方案与最佳实践(全解析)

《SpringBoot循环依赖原理、解决方案与最佳实践(全解析)》循环依赖指两个或多个Bean相互直接或间接引用,形成闭环依赖关系,:本文主要介绍SpringBoot循环依赖原理、解决方案与最... 目录一、循环依赖的本质与危害1.1 什么是循环依赖?1.2 核心危害二、Spring的三级缓存机制2.1 三

C#中async await异步关键字用法和异步的底层原理全解析

《C#中asyncawait异步关键字用法和异步的底层原理全解析》:本文主要介绍C#中asyncawait异步关键字用法和异步的底层原理全解析,本文给大家介绍的非常详细,对大家的学习或工作具有一... 目录C#异步编程一、异步编程基础二、异步方法的工作原理三、代码示例四、编译后的底层实现五、总结C#异步编程

Python中使用正则表达式精准匹配IP地址的案例

《Python中使用正则表达式精准匹配IP地址的案例》Python的正则表达式(re模块)是完成这个任务的利器,但你知道怎么写才能准确匹配各种合法的IP地址吗,今天我们就来详细探讨这个问题,感兴趣的朋... 目录为什么需要IP正则表达式?IP地址的基本结构基础正则表达式写法精确匹配0-255的数字验证IP地

MySQL中FIND_IN_SET函数与INSTR函数用法解析

《MySQL中FIND_IN_SET函数与INSTR函数用法解析》:本文主要介绍MySQL中FIND_IN_SET函数与INSTR函数用法解析,本文通过实例代码给大家介绍的非常详细,感兴趣的朋友一... 目录一、功能定义与语法1、FIND_IN_SET函数2、INSTR函数二、本质区别对比三、实际场景案例分

Java图片压缩三种高效压缩方案详细解析

《Java图片压缩三种高效压缩方案详细解析》图片压缩通常涉及减少图片的尺寸缩放、调整图片的质量(针对JPEG、PNG等)、使用特定的算法来减少图片的数据量等,:本文主要介绍Java图片压缩三种高效... 目录一、基于OpenCV的智能尺寸压缩技术亮点:适用场景:二、JPEG质量参数压缩关键技术:压缩效果对比

关于WebSocket协议状态码解析

《关于WebSocket协议状态码解析》:本文主要介绍关于WebSocket协议状态码的使用方式,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助,如有错误或未考虑完全的地方,望不吝赐教... 目录WebSocket协议状态码解析1. 引言2. WebSocket协议状态码概述3. WebSocket协议状态码详解3

CSS Padding 和 Margin 区别全解析

《CSSPadding和Margin区别全解析》CSS中的padding和margin是两个非常基础且重要的属性,它们用于控制元素周围的空白区域,本文将详细介绍padding和... 目录css Padding 和 Margin 全解析1. Padding: 内边距2. Margin: 外边距3. Padd