在全球的互联网中,每个主机都要唯一的一个IP地址作为身份识别,那么这么多IP地址是怎么样分配的呢?这不可能是随意自由选择IP地址的,实际上每个主机的IP地址的一部分都由其所在的子网决定的,所以又出现了IP地址分类编址的概念,网络的类型决定了IP 地址将如何划分成网络部分和节点部分,在分类编址中,设计者把所有的IP地址划分为5大类,分别为A、B、C、D、E五类,每一类地址都觉定了其中IP地址的一部分组成,具体见图 11‑1。
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A 类网络地址的第一个字节的第一位必须为0 ,因此, A 类网络地址第一个字节的取值范围为0~127(注意:但0 和127 不是有效的A 类网络地址号),A类地址总共有128个网络号,其中3个网络号用作特殊用途,因此可以在互联网上使用的还有125个,而每一个网络号后面的3字节主机号表示能用于A类网络地址不同网络号的的主机数量(多达 \-2 = 16777214个),所以总的来说A类网络支持的主机数量为125\*16777214=2097151750个,大约占据了40亿IP地址的半壁江山,这些IP地址通常被分配给世界上超大型的机构使用,但是通常没有任何一个机构能使用那么大量的IP地址,所以A类地址的很多IP地址都会被白白浪费掉。
B 类网络地址的第一个字节的第一位必须为1 ,且第二位必须为0,因此, B 类网络地址第一个字节的取值范围为128~191,前2字节剩余的14bit表示网络号,多达16384个网络号,其中16个网络号被保留使用,因此可以分配给企业使用的网络号有16368个,每一个网络号中可以拥有 \-2 =65534个主机,总的来说B类网络支持的主机个数为16368\*65534=1072660512,大约占据了所有IP地址的四分之一。
C类网络地址的第一个字节的第一位必须为1,第二位必须为1,第三位必须为0,因此C类网络第一个字节的取值范围为192~223,C类地址的前三个字节用于表示网络号(剩下的21bit),所以拥有2097152个网络号,但是其中的256个网络号被保留出来,因此C类地址的可用网络号为2096896个,每个网络号下的主机个数为254,因此C类网络支持的主机数量为532611584,大约占据了所有IP地址的八分之一。
D类IP地址的第一个字节前四位为1110,那么它第一个字节的取值范围为224~239,约占据了所有IP地址的十六分之一,它是一个专门保留的地址,它并不指向特定的网络,目前这一类地址被用于多播。
E类IP地址的第一个字节前四位必须为1111,那么它第一个字节的取值范围为240~255,约占据了所有IP地址的十六分之一,是为将来使用而保留的,其中32bit全为1的IP地址(255.255.255.255)用作广播地址。
各类IP地址的特点具体见
|类别|第一字节|第一字节取值范围|网络号个数|主机号个数|适用范围|
|--|--|--|--|--|--|
|A类|0XXX XXXX|0~127|125|16777214|大型网络|
|B类|10XX XXXX|128~191|16368|65534|中型网络|
|C类|110X XXXX|192~223|2097152|254|小型网络|
|D类|1110 XXXX|224~239|-|-|多播|
|E类|1111 XXXX|240~255|-|-|保留|
- 说明
- 第1章:网络协议简介
- 1.1:常用网络协议
- 1.2:网络协议的分层模型
- 1.3:协议层报文间的封装与拆封
- 第2章:LwIP简介
- 2.1:LwIP的优缺点
- 2.2:LwIP的文件说明
- 2.2.1:如何获取LwIP源码文件
- 2.2.2:LwIP文件说明
- 2.3:查看LwIP的说明文档
- 2.4:使用vscode查看源码
- 2.4.1:查看文件中的符号列表(函数列表)
- 2.4.2:函数定义跳转
- 2.5:LwIP源码里的example
- 2.6:LwIP的三种编程接口
- 2.6.1:RAW/Callback API
- 2.6.2:NETCONN API
- 2.6.3:SOCKET API
- 第3章:开发平台介绍
- 3.1:以太网简介
- 3.1.1:PHY层
- 3.1.2:MAC子层
- 3.2:STM32的ETH外设
- 3.3:MII 和 RMII 接口
- 3.4:PHY:LAN8720A
- 3.5:硬件设计
- 3.6:软件设计
- 3.6.1:获取STM32的裸机工程模板
- 3.6.2:添加bsp_eth.c与bsp_eth.h
- 3.6.3:修改stm32f4xx_hal_conf.h文件
- 第4章:LwIP的网络接口管理
- 4.1:netif结构体
- 4.2:netif使用
- 4.3:与netif相关的底层函数
- 4.4:ethernetif.c文件内容
- 4.4.1:ethernetif数据结构
- 4.4.2:ethernetif_init()
- 4.4.3:low_level_init()
- 第5章:LwIP的内存管理
- 5.1:几种内存分配策略
- 5.1.1:固定大小的内存块
- 5.1.2:可变长度分配
- 5.2:动态内存池(POOL)
- 5.2.1:内存池的预处理
- 5.2.2:内存池的初始化
- 5.2.3:内存分配
- 5.2.4:内存释放
- 5.3:动态内存堆
- 5.3.1:内存堆的组织结构
- 5.3.2:内存堆初始化
- 5.3.3:内存分配
- 5.3.4:内存释放
- 5.4:使用C库的malloc和free来管理内存
- 5.5:LwIP中的配置
- 第6章:网络数据包
- 6.1:TCP/IP协议的分层思想
- 6.2:LwIP的线程模型
- 6.3:pbuf结构体说明
- 6.4:pbuf的类型
- 6.4.1:PBUF_RAM类型的pbuf
- 6.4.2:PBUF_POOL类型的pbuf
- 6.4.3:PBUF_ROM和PBUF_REF类型pbuf
- 6.5:pbuf_alloc()
- 6.6:pbuf_free()
- 6.7:其它pbuf操作函数
- 6.7.1:pbuf_realloc()
- 6.7.2:pbuf_header()
- 6.7.3:pbuf_take()
- 6.8:网卡中使用的pbuf
- 6.8.1:low_level_output()
- 6.8.2:low_level_input()
- 6.8.3:ethernetif_input()
- 第7章:无操作系统移植LwIP
- 7.1:将LwIP添加到裸机工程
- 7.2:移植头文件
- 7.3:移植网卡驱动
- 7.4:LwIP时基
- 7.5:协议栈初始化
- 7.6:获取数据包
- 7.6.1:查询方式
- 7.6.2:ping命令详解
- 7.6.3:中断方式
- 第8章:有操作系统移植LwIP
- 8.1:LwIP中添加操作系统
- 8.1.1:拷贝FreeRTOS源码到工程文件夹
- 8.1.2:添加FreeRTOS源码到工程组文件夹
- 8.1.3:指定FreeRTOS头文件的路径
- 8.1.4:修改stm32f10x_it.c
- 8.2:lwipopts.h文件需要加入的配置
- 8.3:sys_arch.c/h文件的编写
- 8.4:网卡底层的编写
- 8.5:协议栈初始化
- 8.6:移植后使用ping测试基本响应
- 第9章:LwIP一探究竟
- 9.1:网卡接收数据的流程
- 9.2:内核超时处理
- 9.2.1:sys_timeo结构体与超时链表
- 9.2.2:注册超时事件
- 9.2.3:超时检查
- 9.3:tcpip_thread线程
- 9.4:LwIP中的消息
- 9.4.1:消息结构
- 9.4.2:数据包消息
- 9.4.3:API消息
- 9.5:揭开LwIP神秘的面纱
- 第10章:ARP协议
- 10.1:链路层概述
- 10.2:MAC地址的基本概念
- 10.3:初识ARP
- 10.4:以太网帧结构
- 10.5:IP地址映射为物理地址
- 10.6:ARP缓存表
- 10.7:ARP缓存表的超时处理
- 10.8:ARP报文
- 10.9:发送ARP请求包
- 10.10:数据包接收流程
- 10.10.1:以太网之数据包接收
- 10.10.2:ARP数据包处理
- 10.10.3:更新ARP缓存表
- 10.11:数据包发送流程
- 10.11.1:etharp_output()函数
- 10.11.2:etharp_output_to_arp_index()函数
- 10.11.3:etharp_query()函数
- 第11章:IP协议
- 11.1:IP地址.md
- 11.1.1:概述
- 11.1.2:IP地址编址
- 11.1.3:特殊IP地址