ip地址和子网掩码-9.18

一、ip地址概念和解析

1、ip地址的概念

• ip地址是一种网络编码，用来确定网络中的一个节点
• ip地址分为网络位和主机位，是主机正常通信的唯一标识，ip地址是广域网，最终物理层面通信仍基于MAC地址
• ip地址由32位二进制组成（32bit），8位1字节，通常以十进制的方式进行展示
• 在网络上通信，进行数据交互，必须基于ip地址

2、ip地址的解析

• ip地址分为网络部分（NETWORK）和主机部分（HOST）
• 主机位如果是0不能标识一台主机，只能标识一片网络，也就是网络号，网段地址（XXX.XXX.XXX.0）
• 主机位为全1为定向广播地址（XXX.XXX.XXX.255）
• 网络位不一定是前三位，如果是前三位，代表同一个网络区域(子网)最多可以有 254个主机

二、ip地址的分类

IANA组织规定IP地址分为A、B、C、D、E五类网址，每一类有不同的划分规则。(取决于标识位，来达到区分网络位和主机位) 类表示ip地址的范围不一样，可以决定网络子网的大小。

1、A类地址

• 范围：0.0.0.0 - 127.255.255.255
• 数量：2³¹
• 0.0.0.0 - 0.255.255.255预留使用，设备不能使用，其中0.0.0.0代表不确定的地址
• 127.0.0.0 - 127.255.255.255为本地回环保留地址，用于测试网络设备和软件连接
• 一组A类地址：1.0.0.0 - 1.255.255.255，共2²⁴个
  实际可用2²⁴ - 2 = 16777214（去掉全0和全1）
• A类的私有地址：10.0.0.0 - 10.255.255.255

2、B类地址

• 范围：128.0.0.0 - 191.255.255.255
• 数量：2³⁰
• 一组B类地址：129.0.0.0 - 129.0.255.255，共2¹⁶个
  实际可用2¹⁶ - 2 = 65534（去掉全0和全1）
• B类的私有地址：172.16.0.0 - 172.31.255.255

3、C类地址

• 范围：192.0.0.0 - 223.255.255.255
• 数量：2²⁹
• 一组C类地址：193.0.0.0 - 193.0.0.255，共2⁸个
  实际可用2⁸ - 2 = 254（去掉全0和全1）
• C类的私有地址：192.168.0.0 - 192.168.255.255

4、D类地址（组播地址）

• 范围：224.0.0.0 - 239.255.255.255
• 数量：2²⁸

5、E类地址（科研地址）

• 范围：240.0.0.0 - 255.255.255.255
• 数量：2²⁷

网络位和主机位表格说明：

A类地址	0	网络地址			主机地址
B类地址	1	0	网络地址		主机地址
C类地址	1	1	0	网络地址		主机地址
D类地址	1	1	1	0	组播地址
E类地址	1	1	1	1	0	保留

Class A	←----------24bits----------→
NETWORK	HOST	HOST	HOST
Class B		←-----16bits-----→
NETWORK	NETWORK	HOST	HOST
Class C			←-8bits-→
NETWORK	NETWORK	NETWORK	HOST

三、子网掩码

1、概念：

• 子网掩码是指定一个IP地址的哪些位标识的是主机所在的子网以及哪些位标识的是主机的位掩码。子网掩码不能单独存在，它必须结合IP地址一起使用。子网掩码只有一个作用，就是将某个IP地址划分成网络地址和主机地址两部分。(用来确定网络地址，是否在一个子网，如果网络地址一致，则在同一子网)

2、组成：

• 子网掩码是由32个二进制位表示
• IP地址网络部分以1表示，主机部分用0表示
• IP地址和子网掩码作逻辑与运算得到网络地址

3、默认子网掩码：

地址类型	子网掩码	前缀长度
A类地址	255.0.0.0	8
B类地址	255.255.0.0	16
C类地址	255.255.255.0	24

4、VLSM（可变长子网掩码）和CIDR（无类域间路由）

VLSM->构建子网

原理为网络位向主机位借位，缩小通信范围，用于园区网内部等，创建更小的子网

CIDR->构建超网

原理为主机位向网络位借位，扩大通信范围，减小路由表，提高路由器性能和整体网络效率，创建更大的子网

5、反掩码

• 将二进制的子网掩码0、1调换即可得到反掩码

子网掩码	反掩码
255.0.0.0	0.255.255.255
255.255.0.0	0.0.255.255
255.255.255.0	0.0.0.255
255.255.255.255	0.0.0.0

通常情况下，子网掩码的简化写法：

• 192.168.1.5/24
• 10.10.64.128/12
• 10.16.0.0/12
• 255.240.0.0

用ip地址和子网掩码做与运算（二进制数），若得出的两个结果一样，则默认在同一网段