IP、子网、超网（CIDR）、网段知识讲解

一、IP

1. IP地址的概念

1. TCP/IP协议的网络层使用的地址标识符叫做IP地址；
2. 网络中的每一个主机或路由器至少有一个IP地址；
3. 在Internet中不允许有两个设备具有同样的IP地址；
4. 如果一台主机或路由器连接到两个或多个物理网络，那么它可以拥有两个或多个IP地址。

多个IP地址解析：http://bbs.51cto.com/thread-1164556-1.html

2. IP地址结构

IP地址由32位二进制组成。采用分层结构，即IP=网络号+主机号

3. IP分类:

（1）如上图，根据取值范围IP地址分为五类：A、B、C、D、E。
（2）各类IP范围如上图。
（3）ip解析：
A类地址的第一位必为0；通常分配给拥有大量主机的网络（如主干网）。
B类地址的前两位必为10；适用于结点比较多的网络（如区域网）。
C类地址的前三位必为110；适用于结点比较少的网络（如校园网）。
D类地址的前四位必为1110；
E类地址的前五位必为11110；

注意：

1. 网络号为全0和全1的两个地址保留用于特殊目的，不允许平常使用。
2. 主机IP为全0（网络地址）和全1（广播地址）的两个地址保留用于特殊目的，不允许分给主机使用。
3. D类IP地址不标识网络;用于其他特殊的用途，如多播地址Multicasting
4. E类IP地址暂时保留，用于某些实验和将来使用

二、子网

1. 子网概念：

将一个大的网络划分成几个较小的网络，而每一个网络都有其自己的子网地址；

2. 划分子网的意义：

1.减少广播(广播源发送广播地址，整个网络中所有主机均可以收到，但只有目的主机会做出反应)所带来的负面影响。比如：每个A类网络可以有16777214台主机，它们处于同一广播域，那广播将耗时耗流。
2.节约ip地址。比如：有四个机房，每个机房25台机器，需要给这些机器配置IP地址和子网掩码。如果采用4个C类地址段，每个机房一个，然后在一一配置，一共浪费了（254-25）*4=916个IP地址。

3. 划分子网方法：

通过子网掩码来划分。划分后ip是三层结构。即ip=网络号+子网号+子网主机号；也就是说ip地址在划分子网后，以前的主机号位置的一部分给了子网号，余下的是子网主机号。如下图：

4. 子网掩码：

子网掩码是一个32位地址，通过子网掩码，可以指出一个IP地址中的哪些位对应于网络地址（包括子网地址）、哪些位对应于主机地址。
比如：ip为192.168.1.0，子网掩码为255.255.255.128，
由ip知道这是c类网络，c类子网掩码默认为255.255.255.0.
255.255.255.128和默认掩码比多了个128，128二进制代表的八位为10000000；只有1是起作用的，即192.168.1.0的主机号的第一位用来划分子网号，剩下七位作为子网主机号

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1必须是连续的，即1和1之间不能有0.

参考：https://baike.baidu.com/item/%E5%AD%90%E7%BD%91%E6%8E%A9%E7%A0%81/100207?fr=aladdin#3_1

三、超网

1. 超网概念：

超网（supernetting），也称无类别域间路由选择（CIDR）。CIDR消除了传统的A类、B类和C类地址以及划分子网的概念，CIDR使用各种长度的“网络前缀”来代替分类地址中的网络号和子网号，CIDR不再使用“子网”的概念而使用网络前缀，使IP地址从三级编址又回到了两级编址，即无分类的两级编址。
IP=网络前缀+主机号

2. 表示方法：

CIDR也使用“斜线记法”，即在IP地址后写上斜线“/”，然后写上网络前缀所占的位数（对应子网掩码中1的个数）。例如：192.168.1.0/22。网络前缀为22位，也代表掩码前22位为1

3. 作用：

将一个组织所属的几个小网络合并成为一个更大地址范围的逻辑网络。
即CIDR将网络前缀相同的连续的IP地址组成一个“CIDR地址块”。

参考：https://baike.baidu.com/item/%E8%B6%85%E7%BD%91/10504849?fr=aladdin

四 、网段

1. 网段概念：

网段（network segment）：暂时没想到好的解释，举例：192.168.1.1-192.168.1.2就是一个网段，类似于一个ip到另一个ip。

2. 是否同一网段判断：

要在同一网段，必须是网络标识（网络号）相同。要想在同一网段，必需做到网络标识相同，那网络标识怎么算呢？各类IP的网络标识算法都是不一样的。A类的，只算第一段。B类，只算第一、二段。C类，算第一、二、三段。
算法只要把IP和子网掩码的每位数AND（相与）就可以了。
AND方法：0 and 1＝0； 0 and 0＝0； 1 and 1＝1；
如：And 192.168.0.1，255.255.255.0，先转换为二进制，然后AND每一位
IP : 11000000.10101000.00000000.00000001
子网掩码: 11111111.11111111.11111111.00000000
得出AND结果: 11000000.10101000.00000000.00000000
转换为十进制192.168.0.0，这就是网络标识。

参考：http://blog.csdn.net/moyumoyu/article/details/8827180