4.IP地址与子网划分

去掉网络地址、广播地址即为可用地址。

一、IP地址：（32位，4字节）

逻辑地址，也就是IP网络地址。采用的是“网络地址+主机地址”（网络号 + 主机号）的形式表示的，4字节，以 . 分隔，用十进制表示，所以又叫点分十进制。

IP地址格式.png

1.IP地址划分

IP地址1.png

IP地址格式1.png

（1）A类地址

1.0.0.0 ~ 127.255.255.255

网络地址(1Byte) + 主机地址(3Byte)，且网络地址的首位必须是0；则网络地址的取值范围是0~~127，而0是保留的并且表示所有IP地址，而127也是保留的地址（是用于测试环回用的）。因此A类地址的范围其实是从1-126之间，所以可用的A类网络有126个，每个网络能容纳2的24次方 - 2的主机数目个主机。

（2）B类地址

128.0.0.0 ~ 191.255.255.255

网络地址(2Byte) + 主机地址(2Byte)，且网络地址的前两位是10；则网络地址的取值范围是128~~191，可用的B类网络有2的14方个，每个网络能容纳2的16次方 - 2个主机 。

（3）C类地址

192.0.0.0 ~ 223.255.255.255

网络地址(3Byte) + 主机地址(1Byte)，且网络地址的前三位是110；则网络地址的取值范围是192~~223， 可用的C类网络有2的21次方，可达209万余个，每个网络能容纳254个主机。

（4）D类地址

224.0.0.0 ~ 239.255.255.255

此类地址称为多播地址，也叫做组播地址，前四位必须是1110；网络地址的取值范围是224~~239,

（5）E类地址

240.0.0.0 ~ 255.255.255.255

此类地址是保留地址，留作将来使用，前五位必须是11110；网络地址的取值范围是240~~254,

2.私有IP地址

也叫虚拟IP地址，规划IP地址时预留的3个网段，这些地址不用于公网，只在内部局域网使用，在互联网上不会被路由，通过NAT技术与公网通信。

（1）A类私有

10.0.0.1 ~ 10.255.255.254

（2）B类私有

172.16.0.1 ~ 172.31.255.254

（3）C类私有

192.168.0.1 ~ 192.168.255.254

3.特殊IP地址

（1）0.0.0.0

源IP地址。

当主机第一次连入网络的时候作为临时IP使用，表示本机的地址。

（2）255.255.255.255

受限广播地址。

表示同一广播域内的所有主机。

（3）127.x.x.x

回环地址（Loopback）。

用来测试自身的网络环境是否通畅。

（4）169.254.x.x

自动专用地址。又称保留地址。

各种原因和DHCP服务器失去联系时，系统自动给自己分配的地址。

（5）192.168.x.x

是内网的IP地址。

（6）网络地址

主机号位全为0。

表示网段整个网络，不分配。

（7）广播地址

主机号位全为1。

代表本网段所有主机，不分配。

（8）组播地址

224.0.0.0 ~ 239.255.255.255 。

表示一个组内所有主机。

二、子网掩码与子网划分

1.子网掩码（32位，4字节）

（1）是什么？

子网掩码（subnet mask，又叫网络掩码、地址掩码、子网络遮罩）：用来区分子网网络地址和主机地址的工具。

子网掩码不能单独存在，它必须结合IP地址一起使用才有意义。

子网掩码只有一个作用，就是将某个IP地址划分成网络地址和主机地址两部分。

（2）怎么做？

将IP地址的网络位全部用 1 表示。

IP地址、子网掩码都是32位的2进制，为了方便记忆转成10进制，通过子网掩码来区分网络位和主来机位，子网掩码跟IP地址一一对应，子网掩码为1的是网络位，为0的是主机位。

比如：192.168.1.2 掩码255.255.255.0 。网络位192.168.1 主机位是2

（3）ABC三类子网掩码

① A类地址的子网掩码

255.0.0.0

也可用 /8 表示。

/8代表的意思是，子网掩码有8个1，也就是11111111。00000000。00000000。00000000 这是2进制表示的，转化成10进制就是255.0.0.0

② B类地址的子网掩码

255.255.0.0

也可用 /16 表示。

/16代表的意思是，子网掩码有16个1，也就是11111111。11111111。00000000。00000000 这是2进制表示的，转化成10进制就是255.255.0.0

③ C类地址的子网掩码

255.255.255.0

也可用 /24 表示。

/24代表的意思是，子网掩码有24个1，也就是11111111。11111111。11111111。00000000 这是2进制表示的，转化成10进制就是255.255.255.0

但有时候会出现 /21 、 /23 、/20 这些其实就是属于超网。

2.网络地址（重点）

（1）网络地址

将32位的子网掩码 与 IP地址 进行二进制形式的按位逻辑与（AND）运算。

与(AND)运算（全1则得1，不全1则得0）

（2）例

例：IP地址：192.168.10.1   ；子网掩码：255.255.255.0。
•      IP二进制为：11000000.10101000.00001010.00000001
​
•      子网掩码二进制为：11111111\. 11111111\. 11111111\. 000000000
​
•      逻辑与运算得：11000000.10101000.00001010.00000000
​
•                      十进制：192.168.10.0  其主机号为10，即这个网络中编号为10的主机。

3.主机地址（重点）

（1）主机地址

将子网掩码二进制按位取反，再与 IP地址 进行二进制形式的按位逻辑与（AND）运算。

与(AND)运算（全1则得1，不全1则得0）

（2）例

计算主机地址
​
例：IP地址：192.168.10.1   ；子网掩码：255.255.255.0。
•      IP二进制为：11000000.10101000.00001010.00000001
​
•      子网掩码二进制为：11111111\. 11111111\. 11111111\. 000000000
​
•      取反子网：00000000.00000000.00000000.11111111
​
•      在与IP地址进行二进制的逻辑“与”（AND）运算
​
•      1

4.熟记二进制与十进制对应

首先要熟记2的幂：2的0次方到9次方的值分别为：1，2，4，8，16，32，64，128，256和512。

还有要明白的是：子网划分是借助于取走主机位，把这个取走的部分作为子网位.因此这个意味划分越多的子网，每个子网容纳的主机将越少.

5.缺省子网掩码（考点）

即未划分子网，对应的网络号的位都置1，主机号都置0。

缺省 就是 默认的意思。

① A类网络缺省子网掩码：

255.0.0.0

② B类网络缺省子网掩码：

255.255.0.0

③ C类网络缺省子网掩码：

255.255.255.0

C类的ip地址，缺省的子网掩码是24位的

缺省子网掩码.png

解：先判断它是哪一类。

6.子网划分

子网划分：是从主机位借位作为网络位，以子网掩码分割。

7.超网划分（汇聚算法）

超网划分：是从网络位借位将子网范围扩大。

比如： 192.168.0.0 网络做超网划分，所包括的网段数 必为2的次方数，即 1，2，4，8，16，32，64，128，256借1位网络位，相当把2^1个子网 划分成一个超网， 如：192.168.0.0/23 。

例

路由汇聚算法的实现：
	假设下面有4个路由:
	172.18.129.0/24
	172.18.130.0/24
	172.18.132.0/24
	172.18.133.0/24
	如果这四个进行路由汇聚,能覆盖这四个路由的是:
	172.18.128.0/21
	算法为：129的二进制代码是10000001
	130的二进制代码是10000010
	132的二进制代码是10000100
	133的二进制代码是10000101
	这四个数的前五位相同都是10000，所以加上前面的172.18这两部分相同的位数，网络号就是8+8+5=21。而10000000的是进制数是128，所以，路由汇聚的Ip地址就是172.18.128.0。所以最终答案就是172.18.128.0/21。

超网划分.png

8.子网范围：子网地址~广播地址（重点）

/21 给你它的子网掩码，也就是前面21位是网络位，后面11位是主机位。

之前我们学到A\B\C类有它的子网掩码，而/21就是属于超网。

例

子网范围.png

/21 说明前21位是网络位，后11位是主机位。

主机位全置1，就是广播地址！ 也就是 11001111

所以第三个字节 11001000 - 11001111 的范围，化成十进制就是 200 ~ 207，答案就是B。