IP地址与子网掩码

一、IP地址

IP地址：Internet上每台主机都必须有一个唯一的地址以区别于其他主机，这个地址就是Internet地址，也称作IP地址；

IPv4（第四版本的IP协议）是构成现今互联网技术的基石协议；

 

IP地址的构成：

IP地址由32位二进制构成，共约40亿个，由网络地址和主机地址构成；
一个IP地址分为四段：a.b.c.d ，段与段之间用原点分开。

 

IP地址表示方法：二进制形式和点分十进制形式；

 

IP地址的分类：5类

A类地址，B类地址，C类地址，D类地址，E类地址

IP地址的分类是根据第一段（a字段，前8位）的取值范围来划分的；

 

 A类地址：以0开头，前8位为网络地址，后24位为主机地址。A类地址第一段a字段的取值范围1~126。每一个A类地址中可以容纳的主机的数目约为1600万。

地址范围：1.0.0.0~126.255.255.255

 

B类地址：以10开头，前16位为网络地址，后16位为主机地址。B类地址第一段a字段取值范围为128~191。每一个B类地址中可以容纳主机数目约为65000。

地址范围：128.0.0.0~191.255.255.255

 

C类地址：以110开头，前24位为网络地址，后8位为主机地址。C类地址第一段a字段的取值范围是192~223。每一个C类地址可容纳主机的数目约为254。

地址范围：192.0.0.0~223.255.255.255

 

 

IPv6（第六版IP协议）：一个IP地址由128位二进制组成，采用冒分16进制。

 

 

特殊的IP地址：

 

1.专用IP地址：三类网络号，这些地址不会被Internet分配因此也不能被路由，

     分别用于：

     A类：1.0.0.0~10.255.255.255  （长度相当于1个A类IP地址）

     B类：172.16.0.0~172.31.255.255  （长度相当于16个连续的B类IP地址）

     C类：192.168.0.0~192.168.255.255  （长度相当于256个连续的C类IP地址）

 

2. 特殊IP地址：

0.0.0.0  是全零网络代表默认网络，帮助路由器发送路由表中无法查询的包。如果设置了全零网络路由，路由器中无法查询的包都会被送到全零网络的路由中去；

127.0.0.1  称作回送地址，属于环回地址，IP从127.0.0.0到127.255.255.255都将环回到本地主机中；

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）所有主机；

 

 

二、子网掩码

 

子网掩码：是一个32位二进制的值，可以将IP地址分离出网络地址和主机地址，采用点分十进制的形式。子网掩码不能单独存在它必须结合IP地址一起使用。

 

 

子网掩码由1和0组成，且1和0分别连续。

子网掩码的长度也是32位。左边是网络为，用二进制数字1表示，1的数目等于网络位的长度；右边是主机位用2进制数字0表示，0的数目等于主机位的长度；

这样做的目的是为了让掩码与IP地址做与运算时用0遮住原主机数，而不改变网络段的数字；而且很容易通过0 的位数确定子网的主机数；

 

将32位IP地址与32位的子网掩码各位进制进行 '与' 运算，得到的是该IP地址的网络地址；

 

方法：

子网掩码可以判断两台计算机是否属于同一网段，将计算机10进制的IP地址和子网掩码转换为2进制的形式，然后进行 ‘与’ 运算，如果网络地址是相同的，那么两台计算机就属于同一网段；

 

子网掩码可分为缺省子网掩码和自定义子网掩码：

 

1. 缺省（默认）子网掩码：即为划分子网，对应的网络号都是1，主机号位都是0；

A类网络缺省（默认）子网掩码：255.0.0.0

B类网络缺省（默认）子网掩码：255.255.0.0

C类网络缺省（默认）子网掩码：255.255.255.0

 

2. 自定义子网掩码是将一个网络划分为几个子网，需要每一段使用不同的网络号或者子网号，实际上我们可以认为是将主机号分为两个部分：子网号和子网主机号。

形式如下：

未做子网划分的IP地址：网络号+主机号

做子网划分的IP地址：网络号+子网号+子网主机号

也即是说，IP地址在子网划分后，以前的主机号一部分给了子网号，剩下的是子网主机号；

 

 

三、详解子网掩码：

 

子网掩码，又称网络掩码、地址掩码、他是一种用来指明一个IP地址的哪些位标识的是主机所在的子网，以及哪些位表示的是主机位的位掩码；

子网掩码不能单独存在，它必须结合IP地址一起使用，子网掩码的作用只有一个就是：将某个IP地址划分成网络地址和主机地址两部分；

子网掩码是一个32位地址，用于屏蔽IP地址的一部分以区别网络标识和主机标识，并说明该IP地址是在局域网上还是在远程网上。

 

利用子网掩码可以将打的网络划分成子网，即VLSM（可变长子网掩码），也可以将小的网络归并成大的网络，即超网；

IP地址的网络号和主机号各是多少位呢，如果不指定，就不知道哪些是网络好，哪些是主机号，这就需要子网掩码来实现。

 

方法：

在求子网掩码前，先要清楚要划分的子网的数目，以及每个子网的所需主机数目；

• 将子网数目转化为二进制来表示；
• 取得该二进制的位数，为N
• 取得IP地址的类子网掩码，将其主机地址部分前N位置为1即得到该IP地址划分子网的子网掩码；

 

例如：将B类IP地址168.195.0.0划分成27个子网：

• 127=11011，N=5
• B类地址子网掩码255.255.0.0，前5位置为1，得到255.255.248.0即为划分为27个子网的B类IP地址168.195.0.0的子网掩码；
• 实际上划分出了32-2=30个子网

 

使用子网，是为了减少IP的浪费，提高网络应用的效率；

 

通过IP地址的二进制与子网掩码进行二进制与运算，确定某个设备的网络地址和主机号，也就是说通过子网掩码分表一个网络地址的网络部分和主机部分。

子网掩码一旦设置，网络地址和主机地址就固定了；

 

方法：

子网掩码可以判断两台计算机是否属于同一网段，将计算机10进制的IP地址和子网掩码转换为2进制的形式，然后进行 ‘与’ 运算，如果网络地址是相同的，那么两台计算机就属于同一网段；

 

子网掩码通常有两种格式的表示方式：
1. 点分十进制格式，如：255.255.255.128

2.IP地址后面加上‘/’符号以及1-32位的数字，其中1-32的数字表示子网掩码中网络标识位的长度；

例如：192.168.1.1/24  的子网掩码也可以表示为255.255.255.0