IP地址與子網掩碼

IP地址

IP地址由32位二進制數組成，分爲4段，每段8位

二進制不方便查看，一般以點分十進制表示法表示

二進制：11000000.10101000.00000000.00000001

十進制：192.168.0.1

IP地址的前N位爲網絡號（網絡位），後N位爲主機號（主機位）

• 網絡號：用來標識當前網絡的地址
• 主機號：用來標識當前主機在當前網絡的地址

IP地址的類別

類別	固定開頭	範圍	默認網絡號/主機號位數	最大網絡數	最大主機數
A類	0	0.0.0.0~127.255.255.255	8/24	128	16777216
B類	10	128.0.0.0~191.255.255.255	16/16	16384	65536
C類	110	192.0.0.0~223.255.255.255	24/8	2097152	256
D類	1110	224.0.0.0~239.255.255.255	N/A	N/A	N/A
E類	1111	240.0.0.0~255.255.255.255	N/A	N/A	N/A

A類IP地址

• 以0爲固定開頭，因此前8位取值範圍爲0~127，地址範圍爲0.0.0.0~127.255.255.255
• 默認前8位爲網絡位，0~127之間的地址能夠分配給126個網絡（A類IP地址不能以０開頭，除去0和本地迴環地址）
• 默認後24位爲主機位，0.0.0~255.255.255之間的地址能夠分配給該網絡下的16777214臺主機（除去網絡地址和廣播地址）

B類IP地址

• 以10固定開頭，因此前8位取值範圍爲128~191，地址範圍爲128.0.0.0~191.255.255.255
• 默認前16位爲網絡位，128.0~191.255之間的地址能夠分配給16384個網絡
• 默認後16位爲主機位，0.0~255.255之間的地址能夠分配給該網絡下的65534臺主機（除去網絡地址和廣播地址）

C類IP地址

• 以110固定開頭，因此前8位取值範圍爲192~223，地址範圍爲192.0.0.0~223.255.255.255
• 默認前24位爲網絡位，192.0.0~223.255.255之間的地址能夠分配給2097152個網絡
• 默認後8位爲主機位，0~255之間的地址能夠分配給該網絡下的254臺主機（除去網絡地址和廣播地址）

D類IP地址

• 以1110固定開頭，因此前8位取值範圍爲224~239，地址範圍爲224.0.0.0~239.255.255.255
• 屬於保留地址，用於組播，沒有網絡位和主機位

E類IP地址

• 以1111固定開頭，因此前8位取值範圍爲240~255，地址範圍爲240.0.0.0~255.255.255.255
• 屬於保留地址，以備後用，沒有網絡位和主機位

特殊地址

• 0.0.0.0：表明全部網絡
• 255.255.255.255：表明有限廣播地址

網絡地址

• 主機位全爲0：當前網絡的網絡地址，例如192.168.2.0
• 網絡地址不能分配給主機使用

廣播地址

• 主機位全爲1：當前網絡的廣播地址，例如192.168.2.255
• 廣播地址不能分配給主機使用

本地迴環地址

• 127.0.0.0~127.255.255.255

私有地址

類型	範圍
A類	10.0.0.0~10.255.255.255
B類	172.16.1.1~172.31.255.255
C類	192.168.0.0~192.168.255.255

IP地址又分爲公網地址和私有地址

• 公網地址：用於互聯網交互
• 私有地址：用於局域網交互

子網掩碼

子網掩碼和IP地址同樣也是長度爲32的二進制數，是一串連續的1和連續的0構成的二進制數

例如：11111111.11111111.11111111.00000000，使用點分十進制表示法表示就是255.255.255.0

子網掩碼是用來劃分一個IP地址的網絡位和主機位的

子網掩碼的二進制1對應的位便是網絡位，二進制0對應的位便是主機位

11000000.10101000.00000001.00000001        #IP地址192.168.1.1
11111111.11111111.11111111.00000000        #子網掩碼255.255.255.0

11000000.10101000.00000001.00000000        # 二者&運算能夠獲得當前網段的網絡地址192.168.1.0

默認子網掩碼

類別	默認網絡號位數	默認主機號位數	默認子網掩碼
A類	8	24	255.0.0.0
B類	16	16	255.255.0.0
C類	24	8	255.255.255.0

子網掩碼的特殊寫法

192.168.1.1 255.255.255.0特殊寫法爲192.168.1.1/24

/24表示子網掩碼劃分的網絡號的位數，即前24位爲網絡位

可變長度子網掩碼

以C類地址爲例，C類地址默認網絡位爲24位，子網掩碼默認爲255.255.255.0

可變長度子網掩碼就是能夠從原來的主機位中借用位數加入網絡位，例如/25表示網絡位增長1位到25位

每借用一位主機位，就能劃分2^N個子網，增長的位數越多，可以劃分的子網也就越多，但每一個子網的主機數越少

默認不劃分子網

192.168.1.1/24與192.168.1.129/24屬於同一網段，都屬於192.168.1.0網段

• 網絡地址：192.168.1.0
• 廣播地址：192.168.1.255

11000000.10101000.00000001.00000001        # 192.168.1.1
11111111.11111111.11111111.00000000        # 255.255.255.0
11000000.10101000.00000001.00000000        # 192.168.1.0

11000000.10101000.00000001.10000001        # 192.168.1.129
11111111.11111111.11111111.00000000        # 255.255.255.0
11000000.10101000.00000001.00000000        # 192.168.1.0

劃分紅兩個子網

192.168.1.1/25與192.168.1.129/25不屬於同一網段

192.168.1.1/25屬於192.168.1.0網段（192.168.1.0~192.168.1.127）

• 網絡地址：192.168.1.0
• 廣播地址：192.168.1.127

192.168.1.129/25屬於192.168.1.128網段（192.168.1.128~192.168.1.255）

• 網絡地址：192.168.1.128
• 廣播地址：192.168.1.255

11000000.10101000.00000001.00000001        # 192.168.1.1
11111111.11111111.11111111.10000000        # 255.255.255.128
11000000.10101000.00000001.00000000        # 192.168.1.0

11000000.10101000.00000001.10000001        # 192.168.1.129
11111111.11111111.11111111.10000000        # 255.255.255.128
11000000.10101000.00000001.10000000        # 192.168.1.128

借用1位主機位後，主機位爲7位

借用位爲0時，主機位的最小值爲00000000，最大值爲01111111，即0~127

借用位爲1時，主機位的最小值爲10000000，最大值爲11111111，即128~255

合理利用IP資源

192.168.1.0/25的方式劃分了兩個子網，每一個子網能夠分配126臺主機

假設如今有150臺主機，咱們可能這樣分配

前126臺的IP地址以及子網掩碼：192.168.1.1/25 ~192.168.1.126/25

後24臺的IP地址以及子網掩碼：192.168.1.129/25 ~ 192.168.1.152/25

剩下的24臺主機不必使用126那麼大的空間，這種方式會浪費剩下的192.168.1.153/25 ~ 192.168.1.254/25

合理的分配

前126臺的IP地址以及子網掩碼：192.168.1.1/25 ~ 192.168.1.126/25

後24臺的IP地址以及子網掩碼：192.168.1.129/27 ~ 192.168.1.152/27