IP相关的基础知识
一个IP地址的网络部分被称为网络号或者网络地址,主机可以与具有相同的网络号的设备直接通讯，在没有连接设备的情况下，即使共享相同的物理网段，网络号不同则无法进行通讯，IP地址的网络地址使路由器可以将分组置于正确的网段上 ,IP地址网络号后的主机号可以使路由器能够将二层帧封装的分组传送到网络上的一台特定的主机，使主机号与 MAC地址进行正确的映射中的关键问题在于使用子网掩码来确定或者获取远程主机的网络地址信息。网络地址之后的部分为主机地址。
（NAT）网络地址转换
专用地址和公网地址之间转换
IP地址分类：
A类1.0.0.0~127.255.255.255 0+网络号7位主机号24位
A类IP地址的第一块地址（net ID=0）与最后一块地址
（net ID=127）留作特殊用途，net ID=10的10.0.0.0~10.255.255.255为专用地址，剩余27=128-3=125块可指派给一些机构。主机号全为0或1的两个地址保留用于特殊目的，所以每一个A类网络可以分配的主机号为2^24-2=16777214个
B类128.0.0.0~191.255.255.255 10+网络号14位主机号16位
B类IP地址网络号长度为14位，网络号总数为214=16384
主机号总数为216=65536个，但全0和全1的地址保留。
C类192.0.0.0~223.255.255.255 110+网络号21位主机号8位
C类IP地址网络号长度为21位，网络号总数为221=2097152
主机号总数为28=256个，但全0和全1的地址保留。
D类224.0.0.0~239.255.255.255 1110组播地址28位
E类 240.0.0.0~247.255.255.25511110保留用于实验和将来使用
指向本网地址：不论哪一类网络，主机号全为0的IP地址，常用在路由表中
直接广播地址：在A、B、C类IP地址中，主机号全为1的IP地址。
受限广播地址：32位全为1的IP地址（255.255.255.255），用来将一个分组以广播方式发送给本网络中的所有主机。路由器则阻挡该分组通过，将其广播功能限制在本网内部。
本网特定主机—IP地址：当需要向本网特定主机发送一个分组。
特定主机的网络号全为0，主机号为确定的值，这样的分组被限制在本网内部，由主机号对应的主机接收分组。
例：向本网特定（201.161.20.18）发送一个分组，那么需要使用特定主机地址，这个地址为0.0.0.18。
回送地址（loopback address）
A类地址中的127.0.0.0是回送地址，它是一个保留地址。回送地址是用于网络软件测试和本地进程间通信。TCP/IP协议：含网络号127的分组不能出现在任何网络上；主机和路由器不能为该地址广播任何寻址信息。“ping”应用程序可以发送一个将回送地址作为目的地址的分组，以测试IP软件是否能接受或发送一个分组。一个客户进程可以使用回送地址发送一个分组给本机的另一个进程，用来测试本地进程之间的通信。
网络地址（net ID、网络号）
网络地址=IP地址与子网掩码相与 0-0=0 1-0=0 0-1=0 1-1=1
主机地址（host ID、主机号） 子网（subnet）
IP地址两级层次结构=网络号+主机号
IP地址三级层次结构=网络号+子网号+主机号(划分子网)
同一个子网中的所有主机必须使用相同的子网号（subnet ID）。
子网之间的距离必须很近一个子网也称作一个IP网络或一个网络。
子网掩码（subnet mask）或掩码（mask）子网屏蔽码
A类 net ID host ID=0
11111111 00000000 00000000 0000000 255.0.0.0
B类 net ID host ID=0
11111111 11111111 00000000 0000000 255.255.0.0
C类 net ID host ID=0
11111111 11111111 11111111 0000000 255.255.255.0
如果路由器处理的是一个标准的IP地址，那么它只要判断IP地址的前两位值，如果为10，那么它一定是一个B类地址。B类地址的网络号为16位，那么该IP地址的前16位表示的是网络号，后16位表示的是主机号。
如果路由器在处理划分子网之后的三层结构IP地址时，需要给他IP地址和子网掩码。他需要通过标准的地址的前三位判断该地址是A类、B类、C类地址，同时根据子网掩码来判断出子网号。
例：表示一个B类地址分为64个子网的例子。标准的B类地址的16位网络号不变，如果需要划分出64个子网，那么可以借用原16位主机号中的6位，该子网的主机号就变成了10位。子网掩码用点分十进制表示为255.255.252.0另一种表示方法是用“/”加上网络号+子网号的长度，即“网络号/22”表示，
网络地址 10 NET ID SUBNET ID HOST ID
子网掩码 11111111 11111111 111111 00 00000000
subnet mask 255 255 252 0
在某种情况下，在子网划分时子网号长度可以是不同的。IP协议允许使用变长子网的划分。
子网数量 Nnet 主机数量Nhost
subnet ID字段的长度值为X，要求Nnet<=2X
例：子网数量为10，选择subnet ID字段长度为X=4，2^4=16，大于最多可用子网数量10，符合要求。
host ID 字段的长度值为Y，Nhost<=2Y
例：主机数为12，选择host ID字段长度为Y=4,2^4=16,大于最多可能有的主机数量。注意，host字段的值全为0表示的是该网络的net ID，host ID全为1表示的为该网络的广播地址，因此Y=4时，可用的主机号只有14个。
根据X+Y的值可以确定需要申请哪一类IP地址。
例：在划分子网中，X+Y值表示出subnet ID与host IDC长度的和，X=4、Y=4,总长度为8，那么一个C类地址段就可以满足要求，如果超过8bit则需要申请2个C类地址或一个B类地址。
计算地址掩码
根据定义没有划分子网的C类网络的地址掩码是255.255.255.0
划分子网之后的地址掩码是将一个标准32位IP地址中高于host ID
（Y位以上）的高位置1即可，也就是需要将标准IP地址的第4个8bit中的前4位置1，如果用十进制数表示则为128+64+32+16=240
。那么该地址掩码为255.255.255.240，如果这个C类地址为192.168.1.0，那么也可以简单地表示为192.168.1.0/28。
计算网络地址
由于地址设计时选择host ID长度Y=4，那么每个子网中最多有14个主机（16-2），也就是说相邻的主机地址增量为16.那么本例中的第一个网络号为192.168.1.0，那么下一个网络号是在此基础上增加16，以此类推可以得到16个子网的网络号。
最初在描述划分子网的RFC文档中规定不使用第一个和最后一个网络地址，即本例中不适用192.168.1.0与192.168.1.240地址号，但是如果TCP/IP协议设定允许的话，也可以使用
计算网络广播地址
标准的广播地址是主机号全置1。一个子网的定向广播地址是比下一个子网地址号小1的地址。
例：子网192.168.1.0的广播地址为192.168.1.15而下一个子网地址号为192.169.1.16
计算网络的主机地址
按照地址使用的规则，剔除网络地址与广播地址之外的网络地址都是主机可以使用的IP地址
| 网络地址 |
主机地址 |
定向广播地址 |
| 192.168.1.0 |
192.168.1.1~192.168.1.14 |
192.168.1.15 |
| 192.168.1.16 |
192.168.1.17~192.168.1.30 |
192.168.1.31 |
创建子网的步骤
1确定所需要的net ID数
每个子网需要一个net ID，每个广域网连接需要一个net ID
2确定所需要的host ID数
路由器的每一个连接需要一个host ID,每个主机需要一个host ID
3 基于以上要求，需要创建以下内容
为整个网络设定一个子网掩码
为每个物理网段设定一个不同的subnet ID
为每个子网确定主机的合法地址空间
需要注意的5个问题
这个被选定的子网掩码可以产生多少个子网？
subnet ID^2-2个子网（全0或1不使用）
每个子网内部可以有多少个合法subnet ID？
subnet ID^2-2个子网（全0或1不使用）
这些合法的主机地址是什么？
net ID+subnetID+host ID（subnet ID与host ID中全1或0不适用）
每个子网的广播地址是什么？
net ID+(host ID全置1)
每个子网内部合法的net ID是什么？
可供用户使用