5月25日上课内容 IP地址与子网划分

一、IP地址

1.1IP地址介绍

1.1.1IP地址是什么：IP地址（Internet Protocol Address），缩写为IP Adress。是一种在Internet上的给主机统一编址的地址格式，也称为网络协议（IP协议）地址。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，常见的IP地址分为IPv4与IPv6两大类，当前广泛应用的是IPv4。

目前IPv4已经耗尽，下一阶段必然会进行版本升级到IPv6；如无特别注明，一般我们讲的IP地址所指的是IPv4。两台电脑需要通信，都要有一个IP地址 虚拟地址。

1.1.2获取IP地址的两种方式：

1、手动

人为编辑一个地址，有范围，有定义和价格的   static 静态获取，写死的，只能用这个固定的IP地址。要换只能手动改

2、自动

dhcp 动态IP获取，自动的，就有一个问题，下一次获取的地址未必就是你上次使用的，dhcp这个服务的原因，它有一个动态的地址池，例如192.168.233.10-192.168.233-20   可能为10 20 11

动态获取也可以写死地址。

IP地址：每个网络的设备，都要有IP地址，网卡，没有IP地址是不能进行通信的。

1.2IP地址的分类

ipv4：一般都就是ipv4

2019年11月26日，全球43亿个ipv4地址已经全部耗尽

ipv6：但是随着时间的发展，未来肯定是ipv6的天下。

1.3ip地址说明

ip地址：如无特别声明一般指的就是ipv4

1.3.1格式

二进制格式：

32位二进制组成，分为4个字段，（4个字节），每一段都是8位二进制数（1字节）

11111111.11111111.11111111.11111111

255.255.255.255（一般写成10进制格式）

4段，每一段都用英文"."隔开

例如：192.168.233.10

ipv6：128位组成，用冒号进行分割，十六进制

如下图： 

1.3.2组成部分

ipv4的这种表示方法：点分十进制：192.168.233.10

ipv4的地址是由两部分组成的：

网络部分

主机部分

192.168.233 网络部分

10 主机部分

ipv4 有私有地址和公有地址

公网地址：可以直接访问互联网的地址

私网地址：只能在内部局域网使用的地址，不能之间访问互联网的

总分类：A B C D E 五大类
A类地址：
1.0.0.1~126.255.255.254 10. 
A类地址：网络部分+主机部分+主机部分+主机部分
10.0.0.0
默认子网掩码：/8 255.0.0.0
B类地址：
128.0.0.1~191.255.255.254 
B类地址： 网络部分+网络部分+主机部分+主机部分
子网掩码：/16 255.255.0.0
C类地址：
192.0.0.0~223.255.255.254
C类地址： 网络部分+网络部分++网络部分+主机部分
子网掩码：/24 255.255.255.0

D类：224.0.0.0~239.255.255.254
组播通信
E类：240.0.0.1~255.255.255.254
科学研究的保留地址

127开头的都代表本机（127.255.255.255除外）,127.0.0.1本机回环地址

私有地址的范围：

A B C（我们主要讨论私有地址）

A类私有地址：10.0.0.0到10.255.255.255（大公司，跨国公司使用）

B类私有地址：172.16.0.0到172.31.255.255（中小型企业使用）

C类私有地址：192.168.0.0到192.168.255.255（小公司使用）

特殊的ip地址：

网络号：ip网络中所分配给特定网络的唯一标识符。作用就是区分不同的网络，在路由的决策中起重要作用。

通常由ip地址的一部分来表示，具体网络号是多少，取决于子网掩码。一般来说网络号，是一个ip网段中的第一个地址。

广播地址：在ip网络中，用于向该网络中的所有设备广播消息的特殊地址。

例：一台设备发送广播的时候，这个消息被发到该网络中的所有设备，他们都能接受到这个消息

广播地址是该网段中最后一个地址。

注意：网络号是第一个地址，广播号是最后一个地址，这两个是不能配置在计算机上做ip地址的。

二、子网划分

2.1子网掩码：

ipv4

网络部分：警官学院

主机部分：9号楼3楼302

子网掩码
作用：用来区分网段和主机位
CIDR：无类域间路由，目前的网络已不再按A，B，C类划分网段，可以任意指定网段的范围

CIDR 无类域间路由表示法：IP/网络ID位数

如：192.168.10.0/26

/26表示网络位有26位 主机位是后6位000000

192.168.10.0--------------->ip地址（网段）

转换成二进制：

11000000.10101000.00001010.0000000（ip地址/网段）

11111111.11111111.1111111.11000000（子网掩码）

两个相与就得到这个网段的网络号：（相与：有0得0）

11000000.10101000.00001010.00000000

192.168.10.0（网络号）

广播地址：把得到网络号的主机部分全部变成1即可

                                                    00111111

192.168.10.0（网络地址）

192.168.10.63（广播地址）

可用范围192.168.10.1-192.168.10.62

可用主机数2^6-2=62

 例：求192.168.20.0/27 的网络号 广播地址 可用ip

先写网络部分：11111111.11111111.11111111.11100000

在把ip地址缓存二进制：11000000.10101000.00010100.00000000

得到网络地址：192.168.20.0

广播地址就是：192.168.20.31（32-27=6，2^6=32,32-1=31）

可用范围就是

1

30

可用地址就是30个

00011111

netmask子网掩码：32位或128位（IPv6）的数字，和IP成对使用，用来确认IP地址中的网络ID和主机ID，
对应网络ID的位为1，对应主机ID的位为0,范例:255.255.255.0 ，表现为连续的高位为1，连续的低位为0

子网掩码的作用是与IP地址进行逻辑与运算，以确定网络部分和主机部分的划分。

怎么判断两个地址是在同一网段：（看网络号是否相同）

（相同网段可直接连通，不同网段需借助路由器）

例：192.168.1.1/24

                        .00000000

192.168.1.0网络号

192.168.1.1起始地址

192.168.1.254

192.168.1.255广播地址

可用范围1-254

192.168.1.33/27

                        .11100000

                        .00100001

相与得到网络号

192.168.1.32网络号

192.168.1.63广播地址

192.168.1.33第一个可用地址

可用ip地址的范围33-62

大网段可以到小网段，小网段回不去大网段（.33的第一个可用是33,到达不了.1这个地址）

2.2子网划分（难点）：

子网划分（Subnetting）是将一个网络划分为多个较小的子网的过程。
子网划分允许更有效地管理和利用IP地址空间，并实现更精细的网络控制和管理。

在进行子网划分时，需要使用子网掩码（Subnet Mask）来定义每个子网的地址范围。
子网掩码是一个与IP地址相对应的二进制数字，用于指示哪些位用于网络标识符，哪些位用于主机标识符。

进行子网划分的一般步骤：

确定所需的主机数量： 首先确定网络中所需的主机数量。这有助于确定每个子网中可用的主机地址数量。

选择合适的子网掩码： 根据所需的主机数量选择合适的子网掩码。
子网掩码中网络部分的位数决定了子网的数量和每个子网可用的主机数量。

划分子网： 使用选择的子网掩码将网络划分为多个子网。确定每个子网的网络号和广播地址。

分配子网： 为每个子网分配一个可用的子网地址。这是为每个子网分配唯一的网络号。

分配主机地址： 为每个子网中的主机分配主机地址。确保每个主机在其所属子网中具有唯一的主机地址

例：把192.168.2.0/24 平均分配给4个部门使用

分出的网段起始位置，分别是什么，子网掩码是多少

子网掩码11111111.11111111.11111111.00000000

/26（四个部门分，向主机借两位到网络位，作为子网位，子网掩码就是/26）

2^2=4

                                                            00

                                                               01

                                                                  10

                                                                     01

256/4（256个总网段除以4,每个部门64个主机）

64

0-63

可用地址范围1-62

起始地址为192.168.2.1

同理64-127

128-191

192-255，

例：192.168.10.0/24 分配给6个部门，子网掩码是多少，每个网段，及每个网段的可用ip

2^3=8

2^2=6

所以借3位主机位作为子网位

/24的子网掩码11111111.11111111.11111111.00000000

借了3位之后

/27的子网掩码                                               ---00000

                                                                     111

                                                                     100

                                                                      010

001

100

110

111

00000000

192.168.10.0/24

可用ip范围：192.168.10.1 - 192.168.10.254

192.168.10.0 - 192.168.10.255

11100000

192.168.1.0/27

网络地址：192.168.1.0

256/8=32（每个网段分32台主机）

可用                             1

                                     31

总网段划分

0-31

32-63

54-95

96-127

128-159

160-191

192-224

225-256

附子网划分工具：

在线网络计算器 | TCP/IP子网掩码计算换算 —在线工具