教师：在这节课中, 我们将讨论IPv4,
或互联网协议版本4｡
IPv4非常流行, 是我们网络上使用的最常见的IP寻址类型｡
事实上, 如果你和大多数人一样,
你以前已经见过IPv4地址了｡
当你看到它们时,
它们被写成一系列的四个十进制数字,
由点分隔｡
这方面的一些例子是IPv4地址, 如10｡ 1. 2. 3或172｡
21. 243. 67.
正如您所看到的, 每个IPv4地址由四个部分组成｡
这被称为点分十进制记法｡
当你提到这四个独立部分中的每一个时,
我们称之为八位字节, 因为它们每个都有一个十进制数, 用于表示一个八位数｡
由于这些十进制数表示8位或8个二进制数字,
这意味着它们只能在这四个位置中的每一个位置表示从0到255的值｡
现在, 当所有四个二进制八位数组合在一起时,
我们有四个二进制八位数, 每个八位数包含8位,
当使用IPv4地址时, 总共有32位的可寻址空间｡
现在, 例如, 如果我有192的IPv4地址｡ 168. 1. 4, 这是写在点十进制记法,
使它更容易为我们作为人类阅读它｡
但实际上是11000000｡
10101000.
00000001.
00000100如果我把它的真正的二进制形式｡
正如你所看到的, 能够使用点分十进制记数法对我们来说更容易阅读和打字｡
因此, 我们不太容易出错, 因为人类使用二进制将这些数字输入到我们的网络设备中对我们来说是一个大问题｡
我们只是不这么想｡
现在, 当我们看到一个像192这样的IP地址时｡ 168. 1. 4, 它实际上被分解成两个部分,
使用第二个32位数字称为子网掩码｡
现在, IPv4地址的一部分用于标识网络部分,
另一部分将用于标识主机部分｡
当您查看子网掩码时,
它看起来很像IPv4地址, 但如果将其转换为二进制,
您将看到它具有连续的1或0字符串,
以标识客户端或设备使用的该地址的网络和主机部分｡
如果我有一个子网掩码, 比如255｡ 255. 255. 0, 这称为默认C类子网掩码｡
现在不要担心类, 我们将在稍后介绍它们｡
现在我只想让你看看子网掩码是什么样子的｡
现在如果我把它转换成二进制, 每个255的八位字节都将被写为1111111｡
所以我会得到1111111｡
11111111.
然后是00000000｡
这是因为在二进制中, 八个一等于255, 当我读到十进制时｡
如果我在二进制中有八个零,
那就等于十进制中的零｡
现在, 当你看到这个数字时,
如果你看到子网掩码的二进制中有一个1,
这意味着它是IP地址的网络部分的一部分｡
如果我在子网掩码的二进制部分看到零, 这意味着它是IPv4地址的主机部分的一部分｡
因此, 让我们通过同时显示IPv4地址和子网掩码来将其组合在一起｡
首先, 我们有192的IPv4地址｡ 168. 1. 4.
接下来, 我们有我们的子网掩码下, 它与255｡
255. 255. 0.
现在我看到255的任何地方,
这都将代表二进制的1｡
因此, 这成为该IPv4地址的网络部分的一部分｡
如果我用这个例子, 192｡ 168. 1. 4, 198｡
168. 1､ 这是网络的一部分｡
现在我可以做任何以192开头的事情｡ 168. 1. 而且它们都可以由同一个本地网络寻址,
因为它们都共享同一个网络部分｡
现在, 当我到了第二部分,
每当我看到这些零, 这代表了二进制中的所有零｡
所以这将是该IPv4地址的主机部分｡
在这种情况下, 这就是｡ 4这个地址的一部分,
它将代表主机｡
该主机可以是服务器､ 台式机､ 笔记本电脑､
平板电脑､ 智能手机或任何其他网络设备｡
这真的不重要
但当我们谈论这个｡ 4台设备,
即一台主机｡
当我谈到192｡ 168. 1, 即最多可包含254台设备的网络｡
所以如果我有一个像192这样的设备｡ 168. 1. 50, 子网为255｡
255. 255. 0,
该设备也与我们的192在同一网络上｡
168. 1. 4设备,
并且它们可以使用交换机彼此通信, 并且它们将不必使用路由器,
因为它们两者共享相同的网络部分,
192｡ 168. 1.
另一方面, 假设我有一个像192这样的设备｡
168. 0. 100,
子网为255｡ 255. 255. 0, 则该设备位于不同的网络上｡
特别是在192号公路上 168. 0. 网络的东西｡
因此, 我们无法从192处的原始设备传达该信息｡
168. 1. 4而不离开我们的网络并将我们的流量路由到这个新网络,
这个192｡
168. 0. 网络的东西｡
这就是为什么我们需要一个路由器｡
现在, 如果这还不太有意义,
不要太担心｡
现在, 我们刚刚触及了我们所讨论的例子的表面｡
我只是想让你的想法,
并介绍给你这个概念｡
现在, 我们需要讨论的下一个概念是IPv4地址,
以及它们如何被分解为可用于不同目的的类或范围组｡
现在, 每个类都有自己的默认子网掩码｡
当我们谈论类时, 我们用字母来标识它们｡
这些字母是A､ B､ C､ D和E｡
现在, 要识别给定IP地址的类,
您只需查看第一个八位字节｡
如果第一个二进制八位数以1到127之间的数字开头, 则它将被视为A类地址,
并且它的默认子网掩码为255｡
0. 0. 0.
这意味着该地址的网络部分只是第一个二进制八位数｡
第二､ 第三和第四个八位字节将组成主机部分｡
这意味着在A类网络中, 我们可以在单个网络上拥有256乘以256乘以256台主机,
这意味着有16台主机｡
700万个可能的主机IP地址可用于A类中分配的单个网络地址部分｡
第二类是当第一个二进制八位数从128到191开始时｡
这将被认为是一个B类地址, 我们将有一个默认掩码255｡
255. 0. 0.
这意味着该地址的网络部分将是第一个和第二个二进制八位数｡
第三和第四个八位字节将组成主机部分｡
这意味着对于B类网络, 我们可以在单个网络上拥有多达256乘以256台主机｡
这意味着我们可以为B类中分配的单个网络地址部分获得65,
536个可能的主机IP地址｡
第三类是第一个二进制八位数以192到223之间的一个数字开始的｡
这被认为是C类地址, 它的默认子网掩码为255｡
255. 255. 0.
这意味着地址的网络部分将是第一､
第二和第三个二进制八位数, 我们将第四个二进制八位数保存为主机部分｡
这意味着对于C类网络,
单个网络上只能有256台主机｡
这意味着只有256个可能的主机IP地址可用于分配的单个网络地址部分｡
第四类是当第一个八位字节以224到239之间的数字开始时｡
这被认为是D类地址｡
现在, D类地址没有分配任何子网掩码｡
这是因为D类地址是特殊的,
它们是为组播或组播路由保留的｡
现在, 多播地址是计算机网络中一组主机的逻辑标识符,
这些主机已经可用于处理旨在为指定网络服务多播的数据报或帧｡
因此, 实际的多播地址不必与单个主机对齐,
而是与一组主机对齐｡
当你想到一个多播地址时, 我希望你把它想象成Facebook上的一个群聊｡
您可能有一个群聊名称,
在我们的情况下, 是一个多播地址｡
当你发送一条消息到你的群聊的名字,
该组的所有成员都将获得该消息的副本｡
同样的事情也会发生在我们使用IPv4的多播中｡
这就是你需要了解的多播的概念｡
我从一个人那里发送它, 它同时发送给多个人｡
第五类是当第一个八位字节以240到255之间的数字开始时｡
这被称为E类地址,
它也没有默认子网掩码｡
这是因为E类地址也很特殊｡
在这种情况下, 它们被保留用于研究和开发或研究的实验目的｡
这个实验范围包含大约2.68亿个地址, 这些地址是为将来使用而保留的｡
多年来, 有一些建议重新分配这些E类地址用于一般用途,
因为随着越来越多的设备开始连接到互联网, 公共IPv4地址在A类, B类和C类范围内变得越来越稀缺｡
也就是说, 到目前为止, 这些C类地址仍然只分配给实验性使用, 我们网络中的大多数IP实现将考虑240到240范围内的任何IP｡
0. 0. 0,
一直到255｡ 255. 255. 255作为数据报中的源或目的地无效｡
因此, 数据报将被目的地系统拒绝｡
因此, 如果你试图发送一些东西到一个窗口服务器或工作站,
它将拒绝与该设备通信, 如果你声称是从一个E类地址｡
好吧
既然我们已经介绍了IPv4地址的五种不同类别,
现在让我们再讨论一下子网掩码｡
假设我们有一个192的IP地址｡
168. 1. 子网掩码为255｡
255. 255. 0.
此子网掩码是C类网络的默认子网掩码｡
由于我们的IP地址以192开头,
因此它也是C类地址｡
这意味着我们有一个使用C类默认子网掩码的C类地址｡
所以我们认为这是有类的｡
我们称之为有类掩码｡
现在, 有类子网掩码只是给定IP地址类的默认值｡
但这并不意味着它是我们一直使用的最佳选择｡
例如, 如果我们使用A类地址, 您可能还记得默认子网掩码是255｡
0. 0. 0.
这意味着我们有可能有16个｡
一个网络上有700万台主机｡
现在, 我不知道你怎么想,
但我不经常遇到这么大的网络, 需要这么多的主机｡
事实上, 我曾经在世界上最大的内部网之一工作,
我们有100多万台主机,
分布在全球六大洲｡
这是一个非常非常大的网络｡
但我们还是没能用上全部16个｡
有类A子网中的700万个IP地址｡
因此, 我们通常希望将这些大型网络分解为较小的网络｡
为此, 我们将使用一个称为子网划分的过程｡
在本课程中, 我们不会详细介绍子网划分｡
现在, 我只想让您记住,
我们不必坚持使用有类子网掩码｡
相反, 如果我们愿意, 我们可以使用无类子网掩码｡
这是一个称为无类内部域路由的过程｡
这将允许我们借用一些主机位, 我在子网掩码中向您展示的那些零,
然后将它们重新分配给网络部分｡
因此, 这可以让我将网络的大小减少到更小的部分,
使用更少的主机, 并且效率更高｡
这将给我同样的时间,
更多的网络, 我可能会使用｡
因为再一次, 如果你把它想象成一个馅饼,
你可以用很多不同的方式来切它,
但它仍然是一个馅饼, 我们总共拥有的IP数量是固定的｡
所以我可以把馅饼切成两半,
我们会有两个一半的馅饼,
或者我可以把它切成四分之一,
我们会有四块馅饼, 但每一块都更小, 我们的网络也是如此｡
例如, 假设我有一个有类的C类子网掩码,
我会有255｡
255. 255. 0作为子网掩码｡
这让我有256个主机, 对吗？
在我的家庭网络中, 我不需要256台主机｡
所以我想把它分成四个小的网络｡
如果我用256除以4, 那么这四个网络中的每一个都有64台主机｡
要做到这一点, 我会改变子网掩码从255｡
255. 255. 0到255
255. 255. 192.
我是怎么做到的？
我从主机那里借了两个位给了地址的网络部分｡
这就是我如何使用子网掩码来创建四个不同的子网｡
现在, 我只想让你记住,
子网划分允许你使用无类子网掩码来创建更小的网络, 每个网络中的主机比你单独使用有类子网掩码时少｡
这个过程被称为无类内部域路由或C-I-D-R,
我们将使用此C-I-D-R或CIDR表示法来扩展我们的IP地址｡
现在, 当我们这样做时,
我们不必写出子网掩码｡
相反, 我们只写IP地址, 一个斜杠和一个数字｡
这就是我们的CIDR符号｡
所以如果我有一个192的IP地址｡ 168. 1. 4, 子网掩码为255｡
255. 255. 0.
我可以用CIDR表示法将其表示为192｡
168. 1. 4/24.
通常你会听到CIDR或斜线符号｡
现在, 如果我有一个192的IP地址｡ 168. 1. 4, 但我的子网掩码是255｡
255. 255. 第192章我可以当你是192
168. 1. 4/26, 因为请记住,
我从主机部分借用了两位, 所以我从24作为默认子网掩码/24变成了/26,
借用两位并使我的网络部分更大,
从24增加到26｡
现在对于有类子网掩码,
我们的CIDR注释将非常简单｡
如果你有一个A类有类子网掩码,
你将在IP地址后有一个/8｡
这意味着子网掩码为255｡ 0. 0. 0, 或者子网掩码中有8位1（即/8）和24位0｡
现在, 如果你有一个B类有类子网掩码,
你将在你的IP地址后使用/16｡
这意味着子网掩码为255｡ 255. 0. 0.
此外, 这意味着它在子网掩码中有16位1和16位0｡
现在, 如果你有一个C类有类子网掩码,
你将在IP地址后使用/24｡
这意味着子网掩码将为255｡ 255. 255. 0, 或者子网掩码中有24位1和8位0｡
接下来, 我们需要讨论两种不同类型的IPv4地址｡
这些被称为公共和私有IP, 你也可能会听到他们称为可路由和不可路由的IP｡
当IP被认为是公共或可路由的IP时, 此IP地址可以通过Internet直接访问,
并由Internet服务提供商分配给您的网络｡
可共享的IP在整个互联网上都是公开可路由的,
因此它们由互联网公司进行全球管理,
以分配名称和号码｡
因此, 如果您想要一个公共IP地址,
例如为您的公司运行Web服务器或为您的孩子运行Minecraft服务器,
您可以通过本地互联网服务提供商购买该IP地址｡
另一方面, 也有不可路由的IP被称为私有IP,
因为它们不是公共的｡
任何人都可以随时使用私有IP, 但只能在自己的局域网内使用｡
这就是为什么这些IP被认为是不可路由的, 因为没有人控制谁在使用它们以及在哪个网络中使用它们｡
事实上, 如果你现在看看你的IP地址,
我敢打赌你使用的IP地址是以10､
172或192开头的｡
不相信我？ 去吧, 暂停这段视频看看｡
如果你不知道如何检查,
我现在就告诉你如何去做｡
如果你在Windows电脑上,
我希望你按住Windows键,
同时按R键, 然后键入cmd并按Enter｡
这代表命令｡
接下来, 您的屏幕上有这个黑色窗口,
输入ipconfig进行IP配置, 然后点击Enter并查看您的IP地址｡
是10开头的, 172还是192？
我敢打赌｡
如果你用的是Mac, 不用担心｡
我没有把你排除在外｡
你也可以继续看这个｡
如果您正在通过无线网络连接观看此视频,
请继续按住Option键,
然后单击菜单栏右上角的Wi-Fi图标｡
向下看你的无线网络名称, 你会看到你的IP地址｡
同样, 我敢打赌它以10, 172或192作为IP的一部分开始｡
现在, 我是一个魔术师, 能够告诉你你的IP地址是什么？
其实也不是
您可以看到这三个值是我们所说的私有IP范围的一部分｡
其中包括10个左右｡ 0. 0. 或者172.
16. 1. 或者192.
168. 1. 还有一些其他的IP地址
所以, 如果你正在使用这些私人IP之一,
我说他们是不可路由的, 你实际上是如何获得到互联网上观看这个视频？
当你上网时, 你的路由器实际上会进行一个小技巧通知网络地址转换,
它会将你的私有IP转换为公有IP｡
好吧
对于考试和您作为现实世界网络技术人员的生活,
了解私有IP地址的范围对您来说非常重要｡
如果您正在查看A类地址, 则第一个八位字节中以10开头的任何内容都将被视为私有IP｡
所以你可以从10点开始｡ 0. 0. 从0一直到10｡
255. 255. 255作为你的地址,
它将是一个私人IP｡
总共有16个｡ 700万个IP地址, 任何人都可以使用｡
除此之外,
我们还有一些B类地址,
这个有点难记｡
对于B类, 地址是以172开头的任何内容｡ 16, 一直到172｡
31将成为私有IP范围的一部分｡
这包括超过100万个IP地址,
因为我们有16乘以256乘以256｡
如果你在找一个C类地址, 任何以192开头的地址｡
168被认为是私有IP｡
这包括192的范围｡ 168. 0. 从0一直到192｡
168. 255. 255.
这给了你65, 536个IP地址, 如果你想要的话,
你可以使用它们｡
现在, 我要你记住这些范围｡
记住, A类很简单｡
任何以10开头的东西｡ 什么 什么 A类范围内的某个私有IP｡
C类也很简单, 因为任何192.
168. 什么 也被认为是私有地址,
在这种情况下, 是C类私有地址｡
但B类是大多数人都会挣扎的地方,
因为它有点不同｡
它将包含所有以172开头的地址｡
16. 什么 一直到172
31. 什么 什么
这基本上是16个彼此相邻的B类地址｡
您可以选择其中任何一个作为私有IP｡
现在在测试日CompTIA可能会试图欺骗你,
说这些地址中的哪一个不是私有IP｡
然后他们会给你172.
12. 什么 什么
这是以172开头的, 所以它看起来像一个私有IP,
但因为它是172｡ 12, 不在172之间｡
16和172｡ 31.
所以是172｡ 12. 什么 有些东西实际上是公共IP,
因为它超出了我的私有范围｡
当您看到以172开头的地址时,
必须特别小心, 因为它必须在172之间｡
16到172 31是一个私有IP｡
其他的172个｡ 地址是公开的｡
现在, 我们需要谈论的下一件事是一些专门的IP,
我们需要涵盖两大类｡
环回地址和APIPA地址｡
第一个特殊IP是Loopback地址｡
它被称为127｡ 0. 0. 1.
在互联网的早期, 设计者们并不太担心IP地址的浪费,
因为他们从未想过我们会在整个世界上使用大量的IP地址｡
所以他们只是把127英里的范围｡ 0. 0. 0/8或16｡
700万个IP地址将用作互联网主机环回地址｡
现在, 这允许任何更高级别的协议将数据发送到主机本身,
而无需实际发送到交换机或路由器｡
从本质上讲, 这会创建一个到主机的环回,
并测试您的网络协议｡
因此, 它经常用于故障排除和测试给定系统上的网络协议,
以确保您的驱动程序正常工作｡
由于标准的发展方式, 你看到的任何以127开头的东西｡
什么 什么 这被认为是一个环回地址｡
虽然大多数人只使用127｡ 0. 0. 默认情况下, 我们的Loopback地址为1｡
这意味着其他16个｡ 700万个IP几乎被浪费了,
因为我们使用这个范围作为整个环回范围, 即使我们大多数人只使用这一个IP地址｡
现在你可能已经听过一些网络技术人员喜欢使用的老笑话｡
没有比127更好的地方了｡ 0. 0. 1, 这意味着没有地方比得上这里的家,
对不对？
一共127个｡ 0. 0. 1. 是本地的主持人｡
现在, 当涉及到127的IP地址时｡ 0. 0. 1, 你会听到它被称为环回,
或者你可能会听到人们称之为本地主机,
就像我之前做的那样｡
现在单词local host将始终解析为127｡ 0. 0. 1作为其本地DNS设置的一部分｡
所以如果你ping 127. 0. 0. 1, 或者你ping本地主机,
你会得到同样的结果｡
这将导致该Loopback IP的IP地址,
127｡ 0. 0. 1.
第二个特殊的IP地址是APIPA,
A-P-I-P-A｡
这也被称为自动专用IP路由器｡
当DHCP服务器不可用且尚未静态分配IP地址时,
操作系统会动态分配这些地址｡
APIPA地址总是以169开头｡
254. 什么 什么
所以你会在169的地址范围内找到它们｡
254. 0. 0,
一直到169｡ 254. 255. 255.
因此, 如果您在查看网络设备的IP时看到此范围内的IP地址,
则意味着DHCP过程有问题, 并且设备没有从我们的A类, B类或C类范围中获得正常的私有IP｡
现在, 当您的工作站启动时,
它将尝试使用DHCP协议使用动态IP获取自己的IP地址｡
这需要经过一个称为DORA的四步过程,
即发现､ 提供､ 请求和确认｡
如果与DHCP的DORA协商过程出现问题,
系统根本无法获得地址, 您的计算机最终会崩溃, 因为它不知道该怎么做, 并且会一遍又一遍地尝试｡
因此, 互联网工作组的杰出工程师们所做的就是创造了这个APIPA系列｡
现在, 基本上它说的是, 如果工作站不能在一段时间内获得动态IP地址的DHCP分配,
工作站将简单地从这个特殊的APIPA范围中选择自己的地址｡
基本上一次任何IP, 只要它以169开头｡
254. 什么 什么
因此, 如果您发现无法连接到互联网的计算机,
您应该做的第一件事就是检查其IP地址｡
现在, 如果您看到IP地址为169｡
254. 什么 如果你知道你有一个DHCP问题,
你需要检查你的DHCP服务器,
以确保它正常工作,
然后它从A类, B类或C类分配范围分发私有IP地址｡
这就是我们现在需要深入讨论DHCP的内容, 但我保证我们稍后会回到DHCP,
我们将讨论所有这些内容, 以及它如何提供这些IP地址, 以及如何在网络中使用这些地址｡
好吧
我知道这是一个吨的信息在这个长视频｡
如果我说得太快了,
请再看一遍｡
有很多关于IPv4寻址的重要信息,
你只需要知道｡
重要的是, 您要了解不同类别的IP地址,
公共和私有IP以及何时使用这些IP地址,
以及我们拥有的不同特殊IP地址,
例如Loopback, APIPA等｡