IP地址介绍及VLSM、CIDR
2-IP地址介绍及VLSM
A类 10.0.0.0~10.255.255.255
B类 172.16.0.0~172.31.255.255
C类 192.168.0.0~192.168.255.255
D类 224.0.0.1—239.255.255.254，用作组播地址。
E类 240.0.0.1-255.255.255.254，用于科学研究。
一、IPv4编址方案
IP地址由32位二进制数组成，这些位被划分为4个字节，中间用“.”号隔开，每组8位，以十进制数形式表示。
分为网络地址和主机地址两个部分。
IP地址：192.168.1.1 子网掩码：255.255.255.0
通过子网掩码来判断哪一部份是网络位，哪一部份是主机位
全1的部份是网络位，全0的部份是主机位
十进制转二进制：
0 0 0 0 0 0 0 0
128 64 32 16 8 4 2 1
11000000.10101000.00000001.00000001
IPV4一共有：232,大约是40多亿个地址.
IP地址在网络是唯一的，不能重复。
对地址进行分类
分公有地址、私有地址、保留地址
NAT网络地址转换
1、IP地址分类
A类网络地址范围 0-127
第一个字节的第一位必须为0，第一个字节的取值为0－127
即：0xxxxxxx 取值范围是：00000000－01111111 （0－127）
A类地址的子网掩码是：255.0.0.0，也就第一个字节是网络位，后3个字节为主机位。
举例：1.1.1.1 255.0.0.0
网络号（标识地址具体在哪个网络）：1.0.0.0
广播地址：1.255.255.255
在这网络中有多少个地址呢？224
有效地址（可以配置给主机的地址）：224-2
可用地址范围：1.0.0.1--1.255.255.254
B类网络地址范围 128-191
第一个字节的第一位必须是1，且第二位必须是0，第一个字节的取值为128－191
即：10000000 取值范围是：10000000－10111111 （128－191）
B类地址的子网掩码是：255.255.0.0，也就前两个字节是网络位，后2个字节为主机位。
举例：181.1.1.1 255.255.0.0
网络地址：181.1.0.0
广播地址：181.1.255.255
有效地址：216-2
可用地址范围：181.1.0.1----181.1.255.254
C类网络的地址范围 192-223
第一个字节的前两位必须是1，且第三位必须是0，第一个字节的取值为192－223
即：11000000 取值范围是：11000000－11011111 （192－223）
C类地址的子网掩码是：255.255.255.0，也就前三个字节是网络位，最后1个字节为主机位。
举例：192.168.1.1 255.255.255.0
网络地址：192.168.1.0
广播地址：192.168.1.255
有效地址：28-2
有效地址范围：192.168.1.1--192.168.1.254
D类网络的地址范围：第一个字节为224–239，用作组播地址。
E类网络的地址范围：第一个字节为240–255，用于科学用途。
2、保留的IP地址
| 地 址 | 功能 |
|---|---|
| 网络地址全为0 | 表示当前网络或网段 |
| 网络地址全为1 | 表示广播地址 |
| 地址127.0.0.1 | 保留用于环回测试 |
| 节点地址全为0 | 表示网络地址或指定网络中的任何主机 |
| 节点地址全为1 | 表示指定网络中的所有节点 |
| 整个IP地址全为0 | 思科路由器用它来指定默认路由，也可能表示任何网络 |
| 整个IP地址全为1 | 到当前网络中所有节点的广播，有时称为“全1广播”或限定 |
| 广播即：255.255.255.255 |
3、各类网络地址中网络数和主机数
A 类网络地址：
实际可用的A类网络地址数为：2^7=128
合法的主机数为：2 ^24－2＝16777214
B类网络地址：
实际可用的B类网络地址数为：2^14=16384
合法的主机数为：2^16-2=65534
C类网络地址：
实际可用的C类网络地址数为：2^21=2097152
合法的主机数为：2^8-2=254
4、私有IP地址范围 在公网中是不能路由的，必须经过地址转换。
A类 10.0.0.0~10.255.255.255
B类 172.16.0.0~172.31.255.255
C类 192.168.0.0~192.168.255.255
5、子网划分及块大小
子网划分：将大的网络划分成若干个小网络，尽量减少广播风暴，提高网络效率。
块大小：一个网络 的变化范围：256-最后一个子网掩码号
块大小可用来划分子网时直接+块大小；地址范围时可以直接+块大小
如：192.168.1.0/23
子网掩码：255.255.254.0
块大小为：256-254=2
网络号为：192.168.0.0/23和192.168.2.0/23
如何进行子网划分呢？
C类地址的子网划分
举例：192.168.1.0 255.255.255.224
11111111.11111111.11111111.11100000
向主机位借位来做网络位。
借了几位，这个网络就被分成了2几次方个网络：2^3=8 个网络
子网掩码值：255.255.255.224
块大小(一个网络的变化范围 )：256-224=32
分成了哪4个网络呢：
第一个子网：192.168.1.0 255.255.255.224
网络号：192.168.1.0
广播号：192.168.1.31
可用地址：192.168.1.1-30
第二个子网：192.168.1.32 255.255.255.224
网络号：192.168.1.32
广播号：192.168.1.63
可用地址：192.168.1.33-62
第三个子网：192.168.1.64 255.255.255.224
网络号：192.168.1.64
广播号：192.168.1.95
可用地址：192.168.1.65-94
第四个子网：192.168.1.96 255.255.255.224
网络号：192.168.1.96
广播号：192.168.1.127
可用地址：192.168.1.97-126
。。。。。。。
B类地址子网划分
B类地址的范围？第一个字节为：128-191，私有地址范围：172.16.0.0~172.31.255.255，子网掩码：255.255.0.0
172.16.1.0 255.255.0.0 主类网络号为：172.16.0.0 255.255.0.0
11111111.11111111.11111111.10000000
向主机位借位来做网络位。
借了几位，这个网络就被分成了2几次方个网络：29=512 个网络
子网掩码值：255.255.255.128
块大小：256-128=128
分成了哪4个网络呢：
172.16.255.0 255.255.255.128
172.16.255.128 255.255.255.128
A类地址子网划分
A类地址的范围？第一个字节为：0-127，私有地址范围：10.0.0.0~10.255.255.255，子网掩码：255.0.0.0
10.1.1.1 255.0.0.0 主类网络号为：10.0.0.0 255.0.0.0
11111111.10000000.00000000.00000000
向主机位借位来做网络位。
借了几位，这个网络就被分成了2几次方个网络：21=2 个网络
子网掩码值：255.128.0.0
块大小：256-128=128
分成了哪2个网络呢：
第一个网络：10.0.0.0 255.128.0.0
网络号：10.0.0.0 255.128.0.0
广播号：10.127.255.255
可用地址：10.0.0.1---10.127.255.254
B类地址的范围？第一个字节为：128-191，私有地址范围：172.16.0.0~172.31.255.255，子网掩码：255.255.0.0
主类网络号为：172.16.0.0 255.255.0.0
11111111.11111111.11111111.11100000
借了11位
子网掩码：255.255.255.224
块大小：256-224=32
有哪些网络呢？
172.16.10.0
172.16.10.32 255.255.255.224
172.16.10.64
172.16.10.96
172.16.10.128
172.16.10.92
192.168.1.100 255.255.255.248
请问192.168.1.100的网络号是多少？
块大小：256-248=16
192.168.1.0
192.168.1.16
192.168.1.32
192.168.1.48
192.168.1.64
192.168.1.80
192.168.1.96
网络号：192.168.1.96
广播号：192.168.1.111
可用地址：192.168.1.97--192.168.1.110
192.168.1.112
192.168.1.128
。。。。。。
案例2：
192.168.10.0 向主机位借2位
这是一个C类地址，默认子网掩码值是：255.255.255.0 /24
向主机位借2位后，划分了几个子网？2^2=4个
现在子网掩码值是：255.255.255.192 /26
块大小？256-192=64
有哪些网络呢？
192.168.10.0/26
网络号：192.168.10.0/26
广播号：192.168.10.63/26
可用地址范围：192.168.10.1-192.168.10.62
192.168.10.64/26
网络号：192.168.10.64/26
广播号：192.168.10.127/26
可用地址范围：192.168.10.65-192.168.10.126
192.168.10.128/26
192.168.10.192/26
练习：192.168.2.0/30
请问：192.168.2.91是哪个网络的地址？在这个网络中，广播地址是？子网掩码值？可用地址有哪些？
192.168.2.0是C类地址，默认子网掩码值：255.255.255.0 /24
/30 向主机位借了6位？那么子网掩码值：255.255.255.252
块大小：256-252=4
192.168.2.88/30
可用地址范围：192.168.2.89-192.168.2.90
网络号：192.168.2.88/30
广播号：192.168.2.91/30
/30 255.255.255.252
/29 255.255.255.248
/28 255.255.255.240
/27 255.255.255.224
/26 255.255.255.192
/25 255.255.255.128
B类网络： 181.1.1.1 这是一个B类地址，默认子网掩码值是：255.255.0.0 /16
如果要进行子网划分，就向主机位借位。
假设借2位，那么子网掩码值是：255.255.192.0 /18
划分了几个网络？2^2=4
块大小？256-192=64
有哪些网络呢？
181.1.0.0
181.1.64.0
181.1.128.0
181.1.192.0
网络号是：181.1.0.0/18
广播号：181.1.63.255
可用地址：181.1.0.1--181.1.63.254
A类网络： 12.1.1.1 这是一个A类地址 ，默认子网掩码值是：255.0.0.0 /8
如果要进行子网划分，就向主机位借位。
假设借2位，那么子网掩码值是：255.192.0.0 /10
有哪些网络？
12.0.0.0
12.64.0.0
12.128.0.0
12.192.0.0
网络号是：12.0.0.0/10
广播号：12.63.255.255
可用地址：12.0.0.1---12.63.255.254
5、如何创建子网？
要创建子网，我们可以采用如下步骤：
（1）确定需要的网络ID数
■ 每个LAN子网一个
■ 每条广域网连接一个
（2）确定每个子网所需的主机ID数
■每个TCP/IP主机一个
■每个路由器接口一个
（3）根据上述需要，确定如下内容：
■一个用于整个网络的子网掩码
■每个物理网段的唯一子网ID
■每个子网的主机ID范围
6、C类网络的子网划分
C类网络的快速子网划分
给网络选择子网掩码后，需要计算该子网掩码提供的子网数以及每个子网的合法主机地址和广播地址。为此，你只需要回答下面5个问题：
（1）选定的子网掩码将创建多少个子网？
192.168.1.0 /26
11111111.11111111.11111111.11000000
128+64=192
子网掩码值：255.255.255.192
22个，向主机位借位（取值为1）的位数。例：11000000，子网数为：22（4个）
（2）每个子网可包含多少台主机？
2y个，y为被遮盖（取值为0）的位数。例：11000000，每个子网包含的主机数
为：2^6－2（62个）
（3）有哪些合法的子网？
块大小（增量）为256－子网掩码。如：256－192＝64，即子网掩码为192时， 块大小为64。从0开始不断增加64，直到达到子网掩码值，中间的值就是子网，即：
192.168.1.0–63
网络号：192.168.1.0
广播号：192.168.1.63
有效地址范围：192.168.1.1–192.168.1.62
二、斜杠表示法
172.16.10.33/27 10.1.1.1/30
三、变长子网掩码VLSM
使用长度不同的子网掩码将网络划分成多个子网，适用于不同类型的网络设计，称为VLSM组网。
分类路由选择：RIP1 IGRP协议
无类路由选择：RIP2 EIGRP OSPF等协议
有类路由 不携带子网掩码
汇总以后地址是标准的A B C类地址掩码 即 255.0.0.0 255.255.0.0 255.255.255.0 ;有类路由里大类网络中 子网码必须一致 这样叫做有类路由 因为有类路由协议不传递子网码信息
无类路由 携带子网掩码
汇总以后地址是无类的比如 172.16.12.0/16 - 172.16.15.0/16 汇总以后的地址是 172.16.12.0/20 子码 不属于 A B C 3个类别(无类路由是相反的 他传递子网信息所有大类网络中可以使用不同的子网码)
1、分类网络设计(有类网络：不携带子网掩码)
2、无类网络设计（携带子网掩码）
按照主机数来设计无类网络：
| 网络 | 地址/主机数 | 块大小 | 网络号 | 可用地址范围 |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 25 | 32 | 192.168.10.0/27 | 192.168.10.1-30 |
| 2 | 12 | 16 | 192.168.10.32/28 | 192.168.10.33-46 |
| 3 | 10 | 16 | 192.168.10.48/28 | 192.168.10.49-62 |
| 4 | 6 | 8 | 192.168.10.64/29 | 192.168.10.65-70 |
| 5 | 2 | 4 | 192.168.10.72/30 | 192.168.10.73-74 |
网络1
主机数25
对应块大小为32
掩码值：256-32=224 255.255.255.224 /27
网络号为：0 32 64 ……
网络号：192.168.10.0/27
则IP地址范围为：192.168.10.0-31 （块大小为32）
则可用IP地址范围为：192.168.10.1-30（去掉全0全1）
网络2
主机数12
对应块大小为16
掩码值：256-16=240 255.255.255.240 /28
网络号为：0 16 32 ……
网络号：192.168.10.32（因为0已经用了，之前的IP已经排到31了所以）
则IP地址范围为：192.168.10.32-47 （块大小为16）
则可用IP地址范围为：192.168.10.33-46 （去掉全0全1）
3、变长子网掩码工作表
四、地址汇总/路由聚合CIDR
**无类别域间路由（Classless Inter-Domain Routing、CIDR）**是一个用于给用户分配IP地址以及在互联网上有效地路由IP数据包的对IP地址进行归类的方法。
作用：减少路由条目
汇总：也叫路由聚合，让路由选择协议能够用一个地址通告众多网络。旨在缩小路由器中路由选择表的规模，以节省内存，并缩短IP对路由选择表进行分析以找出前往远程网络的所需时间。图中说明了在互联网络的使用的汇总地址。
地址汇总方法一：
1-判断变化的字节在哪里？
2-变化范围是多少来确认块大小（1或者2的倍数）
3-判断块大小为:4
4-子网掩码值=256-4
5-子网掩码:255.255.252.0
6-判断网络号：给出IP不大于网络号n，则选n的前一个为网络号
如：172.1.7.0 如块大小为4 网络号则为0 4 8 12…… 7没有超过8，则网络号为4
7-汇总地址为：172.1.4.0/22
地址汇总方法二：
1-查看变化的字节
2-写出IP段的二进制IP地址
3-相同的则为网络号（若没有相同的则网络号为0）
例：192.168.16.0~192.168.31.0
1-变化的字节为第三个字节
2- 16：00010000
31：00011111
3-相同的为0001=>16，则网络位为16+4=20
4-汇总地址为：192.168.16.0/20
路由器两端必须是接不同网段的IP地址
10.0.0.0/16
10.1.0.0/16 }右边路由器的汇总地址为10.0.0.0/8即可获取左边路由器的IP
10.2.0.0/16
10.255.0.0/16
如何进行地址汇总
观察相同之处和变化的字节，块大小（变化范围值用一个增量值来表示是多少，只能是1，或者2的倍数）
10.1.0.0-10.255.0.0的增量为256
块大小=256-子网掩码值
256=256-0
子网掩码值为：255.0.0.0
所以路由选择的汇总地址IP为10.0.0.0/8
汇总实际上比较简单,因为你只需确定块大小,而这些块大小我们在学习子网划分和VLSM设计时
都使用过。例如,如果要将如下网络汇总到一个网络通告中，只需确定块大小，你就能轻松地找出答案:
网络192.168.16.0~ 192.168.31.0
块大小是多少呢?这总共恰好有16个C类网络，使用块大小16刚好能满足需求。
知道块大小后，你便可确定网络地址和子网掩码，它们可用于将这些网络汇总到一一个通告中。用
于通告汇总地址的网络地址总是块中的第-一个网络地址，这里为192.168.16.0。 在这个例子中，为确定子网掩码，什么样的子网掩码提供的块大小为16呢?答案是240,应将第三个字节(进行汇总的字
节)设置为240,因此子网掩码为255.255.240.0。
再来看一个示例，但这次从主机的角度看。
如果汇总地址为192.168.144.0/20,我们将根据它转发前往哪些主机地址的分组?在这里,汇总地
址为192.168.144.0,子网掩码为255.255.240.0。
第三个字节的块大小为16, 而被汇总的第一一个地址为192.168.144.0. 在第三个字节加上块大小
16后为160，因此汇总的地址范围为144- 159。
举例1：
192.168.16.0---192.168.31.0
第三个字节：
块大小16
掩码值：256-16=240 /20 255.255.240.0
192.168.16.0/20 255.255.240.0
例1：如何进行地址汇总？
172.1.4.0/25
172.1.5.0/24 }汇总地址为多少？？？
172.1.6.0/24
172.1.7.0/24
172.1.4.128/25
变化的字节在哪里？——第三字节
变化范围是多少？4-7
判断块大小为:4
子网掩码值=256-4
子网掩码值:255.255.252.0
汇总地址为：172.1.4.0/22
任务一：无类网络设计
网络 主机数 块大小 网络号 可用地址范围
1 2 4 192.168.10.0/30 192.168.10.1-2
2 6 8 192.168.10.8/29 192.168.10.9-14
3 10 16 192.168.10.16/28 192.168.10.17-30
4 12 16 192.168.10.32/28 192.168.10.33-46
5 25 32 192.168.10.64/27 192.168.10.65-94
网络1
主机数 2
对应块大小 4
子网掩码：256-4=252 /30
网络号为：0 4 8……
网络号：192.168.10.0/30
IP范围：192.168.10.0-3 （块大小为4）
可用IP范围：192.168.10.1-2 （去掉全0全1）
网络2
主机数 6
对应块大小 8
子网掩码 256-8=248 /29
网络号为：0 8 16……
网络号：192.168.10.8/29（网络0已经用了，IP是到3）
IP范围：192.168.10.8-15 （块大小为8）
则可用IP范围：192.168.10.9-14 （去掉全0全1）
网络3
主机数10
对应块大小 16
子网掩码：256-16=240 /28
网络号为：0 16 32……
网络号：192.168.10.16/28 （0已经用了，上一IP是到15）
IP范围：192.168.10.16-31（块大小为16）
可用IP范围：192.168.17-30 （去掉全0全1）
网络4
主机数12
对应块大小 16
子网掩码：256-16=240 /28
网络号为：0 16 32……
网络号：192.168.10.32/28（0 16 已经用了，上一IP到31）
IP地址范围：192.168.10.32-47（块大小为16）
可用IP地址范围：192.168.10.33-46（去掉全0全1）
网络5
主机数25
对应块大小 32
子网掩码：256-32=224 /27
网络号为：0 32 64
网络号：192.168.10.64/27（0 32已经用了，上一IP到47）
IP地址范围：192.168.10.64-95（块大小为32）
可用IP地址范围：192.168.10.65-94
任务二：对以下地址进行汇总
对于下面的每组网络，确定用于将它们进行汇总的汇总地址和子网掩码。
(1) 192.168.1.0/24~ 192.168.12.0/24。
1-变化的字节？是第3个字节
2-块大小？1-12 最合适块大小为16
3-子网掩码值？256-16=240 255.255.240.0
4-网络号为0 16 32 48……
5-汇总地址：192.168.0.0/20 子网掩码：255.255.240.0
(2) 172.144.0.0~ 172.159.0.0。
1-变化的字节？是第2个字节
2-块大小？144-159 最合适块大小为16
3-子网掩码值？256-16=240 255.240.0.0
4-网络号为0 16 32 48 64 80 96 112 128 144 160……
5-汇总地址：172.144.0.0/12 子网掩码：255.240.0.0
(3) 192.168.32.0~ 192. 168.63.0。
1-变化的字节？是第3个字节
2-块大小？32-63 最合适块大小为32
3-子网掩码值？256-32=224 255.255.224.0
4-网络号为0 32 64 128 ……
5-汇总地址：192.168.32.0/19 子网掩码：255.255.224.0
(4) 192.168.96.0~ 192.168.111.0。
1-变化的字节？是第3个字节
2-块大小？96-111 最合适块大小为16
3-子网掩码值？256-16=240 255.255.240.0
4-网络号为0 16 32 48 64 80 96 112 128…
5-汇总地址：192.168.96.0/20 子网掩码：255.255.240.0
(5) 66.66.0.0~ 66.66.15.0。
1-变化的字节？是第3个字节
2-块大小？0-15 最合适块大小为16
3-子网掩码值？256-16=240 255.255.240.0
4-网络号为0 16 32…
5-汇总地址：66.66.0.0/20 子网掩码：255.255.240.0
(6) 192.168.1.0~ 192.168.120.0。
1-变化的字节？是第3个字节
2-块大小？1-120 最合适块大小为128
3-子网掩码值？256-128=128 255.255.128.0
4-网络号为0 128…
5-汇总地址：192.168.0.0/17 子网掩码：255.255.128.0
(7) 172.16.1.0~ 172.16.7.0。
1-变化的字节？是第3个字节
2-块大小？1-7 最合适块大小为8
3-子网掩码值？256-8=248 255.255.248.0.
4-网络号为0 8 16……
5-汇总地址：172.16.0.0/21 子网掩码：255.255.248.0
(8)192.168.128.0~ 192.168.190.0。
1-变化的字节？是第3个字节
2-块大小？128-190 最合适块大小为64
3-子网掩码值？256-64=192 255.255.192.0.
4-网络号为0 64 128 192……
5-汇总地址：192.168.128.0/18 子网掩码：255.255.192.0
(9) 53.60.96.0~ 53.60.127.0。
1-变化的字节？是第3个字节
2-块大小？96-127 最合适块大小为32
3-子网掩码值？256-32=224 255.255.224.0.
4-网络号为0 32 64 96 128……
5-汇总地址：53.60.96.0/19 子网掩码：255.255.224.0
(10) 172.16.10.0~ 172.16.63.0。
1-变化的字节？是第3个字节
2-块大小？10-63 最合适块大小为64
3-子网掩码值？256-64=192 255.255.192.0
4-网络号为0 64 128 192……，第三个字节最大为63 没有超过64，所以第三个字节网络号取0为合适
5-汇总地址：172.16.0.0/18 子网掩码：255.255.192.0