以太网IP地址是如何分配的?例如上位机、PLC、工业以太网交换机等?谢谢

以太网IP地址是如何分配的?例如上位机、PLC、工业以太网交换机等?谢谢,第1张

首先,这些机器要获得IP地址,要具备唯一的MAC地址,硬件就是网卡。
IP地址是由DHCP服务器(或者路由器)分配的,整个过程如下:
1 DHCP请求IP地址的过程
发现阶段,即DHCP客户端寻找DHCP服务器的阶段。客户端以广播方式发送DHCPDISCOVER包,只有DHCP服务器才会响应。
提供阶段,即DHCP服务器提供IP地址的阶段。DHCP服务器接收到客户端的DHCPDISCOVER报文后,从IP地址池中选择一个尚未分配的IP地址分配给客户端,向该客户端发送包含租借的IP地址和其他配置信息的DHCPOFFER包。
选择阶段,即DHCP客户端选择IP地址的阶段。如果有多台DHCP服务器向该客户端发送DHCPOFFER包,客户端从中随机挑选,然后以广播形式向各DHCP服务器回应DHCPREQUEST包,宣告使用它挑中的DHCP服务器提供的地址,并正式请求该DHCP服务器分配地址。其它所有发送DHCPOFFER包的DHCP服务器接收到该数据包后,将释放已经OFFER(预分配)给客户端的IP地址。
如果发送给DHCP客户端的DHCPOFFER包中包含无效的配置参数,客户端会向服务器发送DHCPCLINE包拒绝接受已经分配的配置信息。
确认阶段,即DHCP服务器确认所提供IP地址的阶段。当DHCP服务器收到DHCP客户端回答的DHCPREQUEST包后,便向客户端发送包含它所提供的IP地址及其他配置信息的DHCPACK确认包。然后,DHCP客户端将接收并使用IP地址及其他TCP/IP配置参数。
2 DHCP客户端续租IP地址的过程
l DHCP服务器分配给客户端的动态IP地址通常有一定的租借期限,期满后服务器会收回该IP地址。如果DHCP客户端希望继续使用该地址,需要更新IP租约。实际使用中,在IP地址租约期限达到一半时,DHCP客户端会自动向DHCP服务器发送DHCPREQUEST包,以完成IP租约的更新。如果此IP地址有效,则DHCP服务器回应DHCPACK包,通知DHCP客户端已经获得新IP租约。
如果DHCP客户端续租地址时发送的DHCPREQUEST包中的IP地址与DHCP服务器当前分配给它的IP地址(仍在租期内)不一致,DHCP服务器将发送DHCPNAK消息给DHCP客户端。
3 DHCP客户端释放IP地址的过程
l DHCP客户端已从DHCP服务器获得地址,并在租期内正常使用,如果该DHCP客户端不想再使用该地址,则需主动向DHCP服务器发送DHCPRELEASE包,以释放该地址,同时将其IP地址设为0000。
中间部分为复制过来的,如果需要帮助可以Hi我。

地址分配对应用来说更多的是如何理解为什么会这样分配给你ip地址,需要自己做ip规划的机会是很少的,除非是私有的大型的网络,真正需要考虑大规模ip规划的工程师在全国应该不会超过3位数。
1、IP地址
IP地址标识着网络中一个系统的位置。我们知道每个IP地址都是由两部分组成的:网络号和主机号。其中网络号标识一个物理的网络,同一个网络上所有主机需要同一个网络号,该号在互联网中是唯一的;而主机号确定网络中的一个工作端、服务器、路由器其它TCP/IP主机。对于同一个网络号来说,主机号是唯一的。每个TCP/IP主机由一个逻辑IP地址确定。
网络号和主机号
IP地址有两种表示形式:二进制表示(1和0太多了就搞不清)和点分十进制表示。每个IP地址的长度为4字节,由四个8位域组成,我们通常称之为八位体。八位体由句点分开,表示为一个0-255之间的十进制数。一个IP地址的4个域分别标明了网络号和主机号。
2、地址类型
为适应不同大小的网络,internet定义了5种IP地址类型。
可以通过IP地址的前八位来确定地址的类型:
类型 IP形式 网络号 主机号
A类 wxyz w xyz w时1——126
B类 wxyz wx yz w是128——191
C类 wxyz wxy z w是192——223
我们来看一下这5类地址:
A类地址:可以拥有很大数量的主机,最高位为0,紧跟的7位表示网络号,余24位表示主机号,总共允许有126个网络。
B类地址:被分配到中等规模和大规模的网络中,最高两位总被置于二进制的10,允许有16384个网络。
C类地址:被用于局域网。高三位被置为二进制的110,允许大约200万个网络。
D类地址:被用于多路广播组用户,高四位总被置为1110,余下的位用于标明客户机所属的组。
E类地址是一种仅供试验的地址。
私有ip范围,这主要是提供给企业内部网络建设时使用的ip地址,这些ip地址不会出现在internet 上,用户在考虑内部ip设置是可以直接使用,而不需要申请,而且从外部业不可以访问这些ip地址,实际使用的过程中需要在内部网络和外部网络之间设置nat服务器。
10000 - 10255255255 or 10000/8
1721600 - 17231255255 0r 1721600/12
19216800- 192168255255 or 19216800/16
3、地址分配指南
在分配网络号和主机号时应遵守以下几条准则:
(1)网络号不能为127。大家知道该标识号被保留作回路及诊断功能,还记得平时ping
127001?
(2)不能将网络号和主机号的各位均置1。如果每一位都是1的话,该地址会被解释为网内广播而不是一个主机号。(TCP/IP是一个可广播的协议嘛)
(3)相应于上面一条,各位均不能置0,否则该地址被解释为“就是本网络”。
(4)对于本网络来说,主机号应该是唯一。(否则会出现IP地址已分配或有冲突之类的错误)
分配网络号
对于每个网络以及广域连接,必须有唯一的网络号,主机号用于区分同一物理网络中的不同主机。如果网络由路由器连接,则每个广域连接都需要唯一的网络号。
分配主机号
主机号用于区分同一网络中不同的主机,并且主机号应该是唯一的。所有的主机包括路由器间的接口,都应该有唯一的网络号。路由器的主机号,要配置成工作站的缺省网关地址。
有效的主机号
A类:w001--w255255254
B类:wx01--wx255254
C类:wxy1--wxy254
4、子网屏蔽和IP地址
TCP/IP上的每台主机都需要用一个子网屏蔽号。它是一个4字节的地址,用来封装或“屏蔽”IP地址的一部分,以区分网络号和主机号。当网络还没有划分为子网时,可以使用缺省的子网屏蔽;当网络被划分为若干个子网时,就要使用自定义的子网屏蔽了。
缺省值
我们来看看缺省的子网屏蔽值,它用于一个还没有划分子网的网络。即使是在一个单段网络上,每台主机也都需要这样的缺省值。
它的形式依赖于网络的地址类型。在它的4个字节里,所有对应网络号的位都被置为1,于是每个八位体的十进制值都是255;所有对就主机号的位都置为0。例如:C类网地址19216801和相应的缺省屏蔽值2552552550。
变长子网
由于固定的abc方式分配ip地址存在很大的浪费,所以现在使用很多的子网分配方式采用变场子网的形式,可以更加的灵活。
确定数据包的目的地址
我们说把屏蔽值和IP地址值做“与”的 *** 作其实是一个内部过程,它用来确定一个数据包是传给本地还是远程网络上的主机。其相应的 *** 作过程是这样的:当TCP/IP初始化时,主机的IP地址和子网屏蔽值相“与”。在数据包被发送之前,再把目的地址也和屏蔽值作“与”,这样如果发现源IP地址和目的IP地址相匹配,IP协议就知道数据包属于本地网上的某台主机;否则数据包将被送到路由器上。
注:我们知道“与” *** 作是将IP地址中的每一位与子网屏蔽中相应的位按逻辑与作比较。
建立子网
1、 子网简介
一个网络实际上可能会有多个物理网段,我们把这些网段称之为子网,其使用的IP地址是由某个网络号派生而得到的。
将一个网络划分成若干个子网,需要使用不同的网络号或子网号。当然了,划分子网有它的优点,通过划分子网,每个单位可以将复杂的物理网段连接成一个网络,并且可以:
(1) 混合使用多种技术,比如以太网和令牌环网。(最流行的两种接口都支持了哦)
(2) 克服当前技术的限制,比如突破每段主机的最大数量限制。
(3) 通过重定向传输以及减少广播等传输方式以减轻网络的拥挤。
实现子网划分
在动手划分子网之前,我们一定要先分析一下自己的需求以及将来的规划。一般情况下我们遵循这样的准则:
(1) 确定网络中的物理段数量。(就是子网个数嘛)
(2) 确定每个子网需要的主机数。注意一个主机至少一个IP地址。
(3) 基于此需求,定义:整个网络的子网屏蔽、每个子网唯一的子网号和每个子网的主机号范围。
子网屏蔽位
在定义一个子网屏蔽之前,确定一下将来需要的子网数量及每子网的主机数是必不可少的一步。因为当更多的位用于子网屏蔽时,就有更多的可用子网了,但每个子网中的主机数将减少。(这和定义IP地址的概念正好相反)
2、定义子网屏蔽
将网络划分成若干个子网时,必须要定义好子网屏蔽。我们来看看定义的步骤:
(1)确定物理网段也就是子网的个数,并将这个数字转换成二进制数。比如B类地址,分6个子网就是110。
(2)计算物理网段数(子网数)的二进制位数,这里是110,所以需要3位。
(3)以高位顺序(从左到右)将这个反码转换成相应的十进制值,因为需要3位,就将主机号前3位作为子网号,这里是11100000,所以屏蔽就是2552552240。
3、定义子网号
子网号与子网屏蔽的位数相同。
(1)列出子网号按高到低的顺序使用的位数。例如子网屏蔽使用了3位,二进制值是11100000。
(2)将最低的一位1转换成十进制,用这个值来定义子网的增量。这个例子中是1110,所以增量是32。
(3)用这个增量迭加从0开始的子网号,直到下一个值为256。这个例子中就是wx321-wx63254、wx641-wx127254等。
4、定义子网中的主机号
从上面的例子看出,一旦定义了子网号,就已经确定了每个子网的主机号了。我们在做每次增量后得出的值表明了子网中主机号范围的起始值。
确定每个子网中的主机数目
(1)计算主机号可用的位数。例如在B类网中用3位定义了网络号,那么余下的13位定义了主机号。
(2)将这个余下的位数也就是主机号转换为十进制,再减去1。例如13位值1111111111111转换为十进制的话就是8191,所以这个网络中每个子网的主机数就是8190了。

参考资料:

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DHCP(动态主机配置协议)是一个局域网的网络协议。

指的是由服务器控制一段IP地址范围,客户机登录服务器时就可以自动获得服务器分配的IP地址和子网掩码。默认情况下,DHCP作为Windows Server的一个服务组件不会被系统自动安装,还需要管理员手动安装并进行必要的配置。

DHCP具有以下功能:

1、保证任何IP地址在同一时刻只能由一台DHCP客户机所使用。

2、DHCP应当可以给用户分配永久固定的IP地址。

3、DHCP应当可以同用其他方法获得IP地址的主机共存(如手工配置IP地址的主机)。

4、DHCP服务器应当向现有的BOOTP客户端提供服务。

1IP地址
在网络中,我们需要唯一地标识Internet上的每一个设备以确保所有设备的全球通信。这好象在电话系统中,每一个电话用户都有唯一的电话号码(如果我们把国家码和地区码都看成是这个标志系统的一部分)。
Internet协议地址(简称IP地址)对网上某个节点来说是一个逻辑地址。IP地址是唯一的。地址唯一是指每一个地址定义了一个且仅有一个到Internet的连接。在Internet上的两个设备永远不会有相同的地址。但是,如果一个设备通过两个网络与Internet相连,那么这个设备就有两个IP地址。
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2 地址空间
IP协议定义的地址具有地址空间。地址空间就是协议所使用的地址总数。如果协议使用N位来定义地址,那么地址空间就是2n,因为每一个位可以有两种不同的值(1或0)。现在采用的IP协议版本为IPv4,IPv4使用32位地址,这表示地址空间是232,或4,294,967,296(超过40亿)。这就表明,从理论上讲,可以有超过40亿个设备连接到Internet。我们将会看到,实际的数字要远小于这个数值。
3IP地址的表示方法
IP地址有三种常用的表示方法:二进制表示法、点分十进制表示法和十六进制表示法。
二进制表示法
在二进制表示法中,IP地址表现为32位。为了使这个地址有更好的可读性,通常在每个字节(8位)之间加上一个或更多的空格。这样,有时就会听到说:IP地址是32位地址、4个八位组地址,或者4字节地址。下面是二进制IP地址的示例:
01110101 10010101 00011101 11101010
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点分十进制表示法
为了使32位地址更加简洁和更容易阅读,Internet的地址通常写成小数点将各字节分隔开的形式。图1-1表示了点分十进制的IP地址。应当注意到,因为每个字节仅有8位,因此在点分十进制表示法中的每个数目一定在0至255之间。 124232156254
十六进制表示法
有时我们会见到十六进制表示法的IP地址。每一个十六进制数字等效于四个位。这就是说,一个32位的地址要用8个十六进制数字来表示。这种表示方法常用于网络编程中。如:
10000001 00001011 00001011 11100111
表示成十六进制:0x819B0BEF
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4地址的分类 (湖南电信机房服务器租用)
在刚开始使用IP地址时,IP地址使用分类的概念。这种体系结构叫做分类编址。在20世纪90年代中期,一种叫做无分类编址的新的体系出现了,这种体系将最终代替原来的体系。但是,绝大多数的Internet地址目前还是使用分类编址,而过渡还较慢。我们先来讨论“分类编址”。“分类”的概念有助于理解“无分类”的概念。
假如某个网络不想加入到公用的Internet中去,那么它可以用强制规定的形式来选择其IP地址。若采用这种方式,则对于该网络上的所有节点,IP地址必须满足以下规定:
(1)每个IP地址的网络号部分相同。
(2)网络上每个节点的IP地址必须是唯一的。
IP地址可分成五类,即A类、B类、C类、D类和E类。
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5网络掩码和默认掩码
网络掩码是一个32位数。当用掩码和地址段中的一个地址按位相“与”(AND)时,就可得出该地址段的第一个地址(网络地址)。网络掩码中二进制位为1的位代表该位为网络位,二进制位为0的位代表该位为主机位。A、B、C三类地址中的默认子网掩码见下表:
6特殊地址
A类、B类和C类地址中的某部分空间可用作特殊的地址。
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1 网络地址
对于A、B、C类地址中的第一个地址定义了该主机所在的网络地址。
如:主机12423215690所在的网络地址为123000;1242321461所在的网络地址为146000。

直接广播地址
在A、B、C类地址中,若主机位是全1,则这个地址称为直接广播地址。路由器使用这种地址把一个数据包发送到一个特定网络上的所有主机。所有的主机都会收到具有这种类型目的地址的数据包。要注意,这个地址在IP数据包中只能用作目的地址。还要注意到,这个特殊的地址也减少了A类、B类和C类地址中每一个网络中的可用主机数。 124232156199长沙电信机房
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2 受限广播地址
在A、B、C类地址中,若网络位和主机位都是全1(32位),即255255255255,则这个地址用于定义在当前网络上的广播地址。一个主机若想把报文发送给所有其他主机,就可使用这样的地址作为数据包中的目的地址。但路由器把具有这种类型地址的数据包阻挡住,使这样的广播只局限在本地网络。应注意,这种地址属于E类地址。
如:主机可以发送使用全1目的IP地址的数据包,在该网络上的所有设备都接收和处理这个数据包。
3 环回地址
第一个字节等于127的IP地址用作环回地址,这个地址用来测试机器的TCP/IP协议是否安装正常。当使用这个地址时,数据包永远不离开这台机器;这个数据包就简单地返回到TCP/IP。因此这个地址可用于测试IP软件。例如,像“PING”这样的应用,可以发送把环回地址作为目的地址的数据包,以便测试IP软件能否接收和处理数据包。另一个示例就是客户进程(运行着的程序)用环回地址发送数据包给同样机器上的服务器进程。应该注意,这种地址在数据包中只能用作目的地址。

7专用地址
在每一类地址中都有一些段被指派作为专用。这些地址或者用在隔离的情况下,或者用在网络地址转换技术中。124232156200 124232156201 124232156202 124232156203 124232156204 湖南长沙服务器租用。
8单播、多播和广播地址
Internet上的通信可用单播、多播和广播来完成

局域网中用的ip是私有ip地址(并不一定是C类,A类,B类中也各有一段被划分为私有ip),所谓私有ip地址就是用来组建本地局域网的ip,不能直接访问外网用的ip地址。
当你想要从局域网访问外网时,需要通过在路由器上做一个NAT(nerwork address translation),将私有ip地址转化为一个公网地址,这就是你看到的A类ip了
如果你指的任意两个内部网络是两个完全独立的局域网的话,他们里面的ip当然不会发生冲突,每个局域网内都可以任意使用每个私有ip网段的ip。(当然如果划分了子网的话有部分的ip就不能作为主机号来用了)
gateway指的是网关,简单的说对为你指路的地方,从每台主机发出的数据都先发送到网关,再通关网关转发出去。


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