IP地址

一、什么是ip地址？

IP地址（Internet Protocol Address）是指互联网协议地址，又译为网际协议地址。
IP地址是IP协议提供的一种统一的地址格式，它为互联网上的每一个网络和每一台主机分配一个逻辑地址，以此来屏蔽物理地址的差异。

• IP协议中还有一个非常重要的内容，那就是给因特网上的每台计算机和其它设备都规定了一个唯一的地址，叫做“IP地址”。

• IP地址就像是我们的家庭住址一样，如果你要写信给一个人，你就要知道他（她）的地址，这样邮递员才能把信送到。计算机发送信息就好比是邮递员它必须知道唯一的“家庭地址”才能不至于把信送错人家。只不过我们的地址是用文字来表示的，计算机的地址用二进制数字表示。

• IP地址被用来给Internet上的电脑一个编号。大家日常见到的情况是每台联网的PC上都需要有IP地址，才能正常通信。我们可以把“个人电脑”比作“一台电话”，那么“IP地址”就相当于“电话号码”，而Internet中的路由器，就相当于电信局的“程控式交换机”。

• P地址是一个32位的二进制数，通常被分割为4个“8位二进制数”（也就是4个字节）。IP地址通常用“点分十进制”表示成（a.b.c.d）的形式，其中，a,b,c,d都是0~255之间的十进制整数。例：点分十进IP地址（100.4.5.6），实际上是32位二进制数（01100100.00000100.00000101.00000110）

二、ip地址的组成

• 网络部分：

用于识别网络的范围。例如“255”为网络部分；

192.168.20.22
255.255.0.0//子网掩码
11000000.10101000.00010110。00010100 //二进制

• 主机部分：

用于标识网络范围中的一个节点。

• 范围长短：

网络部分越长，标识网络的范围越小，网络部分越短，标识网络的范围就越大。

三、ip地址分类

1.公有ip地址分类

公有ip地址分为ABCDE五类；

• A类：确定前8位为网络位，后面24位为主机位，并且以0开头。

例如：第一个8位组范围为 0~127，但是“0”表示本地网络，“127”表示回路检测，所以最终范围是 1~126；

• B类：前16位为网络位，后面16位为主机位，并且以10开头；

第一个8位组范围 128~191

• C类：确定前24位为网络位，后面8位为主机位，并且以110开头；

C类地址的第一个8位组范围：192~223

1.私有ip地址分类

• A类：10.0.0.0~10.255.255.255；
• B类：172.16.0.0~172.31.255.255；
• A类：192.168.0.0~192.168.255.255；
• 私有网络地址是不能够在公网上直接路由的，需要网络地址转换，将私网地址转换为公网地址进行访问公网。

三、子网掩码

子网掩码(subnet mask)又叫网络掩码、地址掩码、子网络遮罩，它用来指明一个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。
子网掩码是一个32位地址，用于屏蔽IP地址的一部分以区别网络标识和主机标识，并说明该IP地址是在局域网上，还是在广域网上。

• 默认子网掩码

类别	子网掩码的二进制数值	子网掩码的十进制数值
A（8位）	11111111 00000000 00000000 00000000	255.0.0.0
B（16位）	11111111 11111111 00000000 00000000	255.255.0.0
C（24位）	11111111 11111111 11111111 00000000	255.255.255.0

• 子网掩码计算方式

25.38.202.88 // 假如子网掩码26位，后6位为主机位
00011001.00100110.11001010.01011000//转换为二进制
255.255.255.192 //则子网掩码
11111111.11111111.11111111.11000000
25.38.202.64//网络地址
00011001.00100110.11001010.01000000//转换为二进制
25.38.202.127//广播地址
00011001.00100110.11001010.01111111//转换为二进制

192.168.16.20//假如子网掩码22位，后12位为主机位
11000000.10101000.00010000.00010100//转换为二进制
255.255.252.0//则子网掩码
11111111.11111111.11111100.00000000//转换为二进制
192.168.16.20//网络地址
11000000.10101000.00010000.00000000//转换为二进制
192.168.18.255//广播地址
11000000.10101000.00010011.11111111//转换为二进制

四、子网划分

• 为什么要进行子网划分

在公网中A类地址总共有126个网段，如果将A类网络全部交给某个企业使用，由于A类地址中的主机部分范围较广，无法全部使用，会造成ip地址的浪费。
实现网络的层次性；
满足不同网络多ip地址的需求；

• ip地址分类

有类地址：ip地址采用的是默认子网掩码；
无类地址：ip地址采用的不是默认子网掩码；

• 子网划分的原理

增加网络部分（向主机位借位，借的位数称为子网位）。

192.168.1.20/24（24表示子网掩码二进制位数）
192.168.1.20/24说明该网络范围内IP地址个数为256个（192.168.1.0~192.168.1.255）；
可用的主机个数为254（192.168.1.1~192.168.1.254）

• 向主机借位

192.168.1.0
192.168.1.00000000/24 //向主机部分借3位

192.168.1.000   00000//192.168.1.0/27
192.168.1.001   00000//192.168.1.32/27
192.168.1.010   00000//192.168.1.64/27
192.168.1.011   00000//192.168.1.96/27
192.168.1.100   00000//192.168.1.128/27
192.168.1.101   00000//192.168.1.160/27
192.168.1.110   00000//192.168.1.192/27
192.168.1.111   00000//192.168.1.224/27

• 假设子网位为N，可划分的网络个数就是2的N次方

借1位：有2个网段；每个网段中的ip个数为128；主机剩7位。
借2位：有4个网段；每个网段中的ip个数为64；主机剩6位。
借3位：有8个网段；每个网段中的ip个数为32；主机剩5位。
借4位：有16个网段；每个网段中的ip个数为16；主机剩4位。
借5位：有32个网段；每个网段中的ip个数为8；主机剩3位。
借6位：有64个网段；每个网段中的ip个数为4；主机剩2位。
//该网段只有两个ip一个是网络地址，一个是广播地址
借7位：有128个网段；每个网段中的ip个数为2；主机剩1位。