IP地址与组播


IP地址

0x00.IP地址的分类

每个IP地址都包含两个部分,网络号和主机号。IP地址可以分为五类:

  • A类保留给政府机构
  • B类分配给中等规模的公司
  • C类分配给任何需要的人
  • D类用于组播
  • E类则用于实验

A类地址

其特点是以0开头,其中第一字节表示网络号(除去识别分类的一位还剩下7位),二、三、四字节表示网络中的主机号,使用A类地址的网络其网络数量少,最多可以表示126个网络号,每一个网络中最多可以有16777214个主机号。

  • 二进制形式:0***.****.****.****
  • 十进制形式:1126. 0255. 0255.1254
  • 子网掩码:255.0.0.0
  • A类IP地址第一个数不能为“0000 0000”与“0111 1111”
  • 0.0.0.0 保留给其他用途用
  • 127.0.0.0 保留给其他用途用

B类地址

其特点是以10开头,第一、二字节表示网络号(除去识别分类的两位还剩下14位),第三、四字节表示网络中的主机号,最多可以表示16384个网络,其中每一网络中最多可以有66534个主机号。

  • 二进制形式:10**.****.****.****
  • 十进制形式:128191.0255. 0255. 0255
  • 子网掩码:255.255.0.0
  • 128.0.0.0 保留给其他用途用
  • 191.255.0.0 保留给其他用途用

C类地址

其特点是以110开头,第一、二、三字节表示网络号,第四字节表示网络中的主机号,其网络数较多,可以有2097152个网络号,每一网络中最多可以有254个主机号。

  • 二进制形式:110.***.****.****
  • 十进制形式:192223.0255. 0255. 1254
  • 子网掩码:255.255.255.0
  • 192.0.0.0 保留给其他用途用
  • 223.255.255.0 保留给其他用途用

D类地址

D类IP地址的第一段数字范围为224~239,其主要用作多目的地(组播。如:网络教学,视频会议)信息的传输,作为备用。

  • 二进制形式:1110.****.****.****
  • 十进制形式:224239.0255. 0255. 0255

D类地址用于对一组用户的广播,它没有主机地址。

通信方式:单播(一对一),组播(一对部分),广播(一对一个网络内的所有)。

广播

  • 数据链路层广播(目标IP与目标MAC地址全1),路由器不转发。
  • 网络层广播(目标IP地址中主机地址部分全1,目标MAC地址全1)路由器转发。
  • 如果目标MAC地址全1,则这个网络内的所有主机都接收

E类地址

E类IP地址的第一字段数字范围240~255(11110000 ~ 11111111),E类地址保留,仅作为Internet的实验和开发之用,并不应该被用于主机和组播地址。

0x01. 广播地址与网络地址

广播地址是在同一个数据链路内向所连接的全部主机发送数据的地址。

如果将32位 IP地址的主机部分的全部位都设置为1,那么该地址就变为广播地址。


如:210 .31 .100 .1/24。

其网络地址:210 .31 .100 .0

其广播地址:210 .31 .100 .255

目标IP地址是广播地址的数据包,这个网络内的所有终端都能收到。

0x02.子网掩码

子网掩码:32位IP地址中网络地址部分为全1,主机地址部分全为0。

作用:能判断两个IP地址的网络地址是否一致。子网掩码与IP地址按二进制位进行逻辑相与,结果就是网络地址。

网络地址:32位IP地址中主机地址部分为全‘0’

0x03.CIDR

无类别域间路由(Classless Inter-Domain Routing、CIDR)

CIDR是一种不分A类、B类、和C类的IP计算机网络地址和IP主机地址的方法,因而可以更加有效地分配IPv4的地址空间,并且可以在新的IPv6使用之前容许因特网的规模继续增长,它是将网络前缀都相同的连续的IP地址组成“CIDR地址块”。主要在路由器中使用。210.31.100.6/20 表示网络地址有20位主机地址有12位

CIDR表示方法:IP地址/网络ID的位数,比如192.168.23.35/21,其中用21位表示网络ID。

0x04.特殊的网络地址

为了解决 IP地址资源紧缺的问题,将一部分IP地址指定为内部IP地址,内部IP地址在互联网上不可使用,但在不同的单位内部可重复使用,相当于人的小名或爱称。

  • 10.0.0.0 ~ 10.255.255.255 (10/8)
  • 172.16.0.0 ~ 172.31.255.255 (172.16/12 )
  • 192.168.0.0 ~ 192.168.255.255 ( 192.168./16 )

特殊的IP地址

  • 0.0.0.0:严格说来,0.0.0.0已经不是一个真正意义上的IP地址了。它表示的是这样一个集合:所有不清楚的主机和目的网络。这里的”不清楚”是指在本机的路由表里没有特定条目指明如何到达。对本机来说,它就是一个”收容所”,所有不认识的”三无”人员,一律送进去。如果你在网络设置中设置了缺省网关,那么Windows系统会自动产生一个目的地址为0.0.0.0的缺省路由。
  • 255.255.255.255:限制广播地址。对本机来说,这个地址指本网段内(同一广播域)的所有主机。如果翻译成人类的语言,应该是这样:”这个房间里的所有人都注意了!”这个地址不能被路由器转发。 
  • 127.0.0.1:本机地址,主要用于测试。用汉语表示,就是”我自己”。在Windows系统中,这个地址有一个别名”Localhost”。寻址这样一个地址,是不能把它发到网络接口的。除非出错,否则在传输介质上永远不应该出现目的地址为”127.0.0.1”的数据包。
  • 224.0.0.1:组播地址,注意它和广播的区别。从224.0.0.0到239.255.255.255都是这样的地址。224.0.0.1特指所有主机, 224.0.0.2特指所有路由器。这样的地址多用于一些特定的程序以及多媒体程序。如果你的主机开启了IRDP(Internet路由发现协议,使用组播功能)功能,那么你的主机路由表中应该有这样一条路由。
  • 169.254.x.x:如果你的主机使用了DHCP功能自动获得一个 IP地址,那么当你的DHCP服务器发生故障,或响应时间太长而超出了一个系统规定的时间,Wingdows系统会为你分配这样一个地址。如果你发现你的主机IP地址是一个诸如此类的地址,很不幸,十有八九是你的网络不能正常运行了。
  • 10.x.x.x、172.16.x.x~172.31.x.x、192.168.x.x:私有地址,这些地址被大量用于企业内部网络中。一些宽带路由器,也往往使用192.168.1.1作为缺省地址。私有网络由于不与外部互连,因而可能使用随意的IP地址。保留这样的地址供其使用是为了避免以后接入公网时引起地址混乱。使用私有地址的私有网络在接入Internet时,要使用地址翻译 (NAT),将私有地址翻译成公用合法地址。在Internet上,这类地址是不能出现的。对一台网络上的主机来说,它可以正常接收的合法目的网络地址有三种:本机的IP地址、广播地址以及组播,multicast 

组播

0x00.组播是什么

组播是一种数据包传输方式,当有多台主机同时成为一个数据包接受者时,出于对带宽和CPU负载的考虑,组播成了一个最佳选择。

一台机器和一台机器通信这是单播。

一台机器发出的数据包能被多台机器收到这就叫组播。

一台机器发出的数据包能被一个网段的机器收到这叫广播

0x01.组播原理

成员申请加入组,先发加入组的广播数据包,交换机与路由器(交换机与路由器必须有组播功能)收到申请加入组的数据包后,将接收端口标志为组成员端口,路由器用组播IP地址标识,交换机用组播MAC地址标识;当组播服务器发送组播包后,路由器与交换机将接收到的组播包发往组成员端口。

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