网络基础一：IP地址分类以及静态IP配置

1.IP组成

认识IP地址

IP地址是指互联网协议地址，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。每个ip地址由两部分组成网络地址(NetID)和主机地址(HostID)。网络地址表示其属于互联网中的哪一个网络，而主机地址则表示其属于该网络中的哪一台主机。
IP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”。通常用“点分十进制”表示的形式，其中都是十进制整数。例如:192.168.241.11

1.1 IP分类

A类：网.主.主.主
B类：网.网.主.主
C类：网.网.网.主

A类：二进制数第一位是0开头
00000000.00000000.00000000.00000000-01111111.11111111.11111111.11111111
B类：二进制数第一位是10开头
10000000.00000000.00000000.00000000-10111111.11111111.11111111.11111111
C类：二进制数第一位是110开头
11000000.00000000.00000000.00000000-11011111.11111111.11111111.11111111
D类：二进制数第一位是1110开头
11100000.00000000.00000000.00000000-11101111.11111111.11111111.11111111
E类：二进制数第一位是1111开头
11110000.00000000.00000000.00000000-11111111.11111111.11111111.11111111

用十进制数表示的范围为
A类：0.0.0.0 - 127.255.255.255
B类：128.0.0.0 - 191.255.255.255
C类：192.0.0.0 - 223.255.255.255
D类：224.0.0.0 - 239.255.255.255
E类：240.0.0.0 - 254.255.255.255
其中D和E类保留分配给网络设备或协议使用，可用分配使用的是A,B,C类
其中0.0.0.0，255.255.255.255，127.0.0.0保留
其中0．0．0．0表示所有网络地址；
255.255.255.255是全网的广播地址，这两个地址用于通讯；
127.0.0.0表示网卡自身环回接口。
​
因此A类的范围是1-126，B类的范围是128-191，C类的范围是192-223

A类：0.0.0.0 - 127.255.255.255
B类：128.0.0.0 - 191.255.255.255
C类：192.0.0.0 - 223.255.255.255

这种分类的缺点是
A类B类有大量的主机地址，容易造成浪费，为避免浪费，因此在TCP/IPV4中定义了子网络掩码通过子网掩码来进行区分分类

1.2.子网掩码

区分IP地址的网络地址和主机地址，表示方法为连续的1表示网络地址，连接的0表示为主机地址
完整的输写格式为192.168.223.3/24或192.168.223.3/255.255.255.0
通过将IP地址的二制数与子网掩码的二进数，每一位相乘得到网络地址，用于区分是否在相同的网络区域

计算方式：
0*0=0 1*1=1

例如IP192.168.223.3/24的网络地址计算方式为

 192   .    168   .   223   .   3
 11000000   10101000  11011111  00000011
 255.  .    255   .   255   .   0
 11111111   11111111  11111111  00000000
 网络地址为
 11000000   10101000  11011111  00000000
 转换为十进制为192.168.223.0   
 即192.168.223.0为C类 

例如IP192.168.223.3/16的网络地址计算方式为

 192   .    168   .   223   .   3
 11000000   10101000  11011111  00000011
 255   .    255   .   0   .   0
 11111111   11111111  00000000  00000000
 网络地址为
 11000000   10101000  00000000  00000000
 转换为十进制为192.168.0.0   
 即192.168.0.0为B类 

1.3 私有地址

IP地址数量有限，为了使用方便划分为分网地址与私有地址，所谓的私有地址就是在互联网上不使用，而被用在局域网络中的地址，私有地址访问互联网络时必须使用NAT地址转换为公网地址进行访问，从而节约公网地址的目的。
在A类地址中，10.0.0.0~10.255.255.255
在B类地址中，172.16.0.0~172.31.255.255
在C类地址中，192.168.0.0~192.168.255.255

2.VLSM(可变长子网掩码)

通过子网掩码区分最有效的利用现有地址空间
子网掩码：用于区分IP地址中的网络部分和主机部分。
计算子网掩码：网络位全1，主机位全0
计算公式
网络部分（网络位）：直接决定了可以分配的网络数
$$网络数=2^N$$N表示实际网络位-标准网络位数
$$最大数主机数=2^M=2^{32-N}$$M表示主机位数
主机部分(可用主机位)：则决定了网络中最大的主机数 计算方法：$$可用主机位=2^M-2$$

标准24位子网掩码
开头网络址，用于配置网络路由通信，结尾广播地址，用于本网络段广播查找IP
广播地址：用于在一个网络内一对所有的通信。**网络地址位不变，主机部分全部换成1。**
计算方式192.168.62.138/24（192.168.62.138/255.255.255.0）
十进制             二进制数
192.168.62.138   11000000.10101000.00111110.10001010    IP地址
255.255.255.0    11111111.11111111.11111111.00000000    子网掩码：1表示网络地址0表示主机位
192.168.62.0     11000000.10101000.00111110.00000000    网络地址  
192.168.62.255   11000000.10101000.00111110.11111111    广播地址
网络数=2^N=2^(24-24)=2^0=1   N表示实际网络位-标准网络位数
最大数主机数=2^M=2^(32-24)=256   M表示主机位数
主机部分(可用主机位)：则决定了网络中最大的主机数 计算方法：2^M-2=2^8-2=254
网络地址192.168.62.0/24
广播地址192.168.62.255
全部主机范围--->192.168.62.0-192.168.62.255 
可用的主机范围从--->192.168.62.1-192.168.62.254
​
标准16位子网掩码
开头网络址，用于配置网络路由通信，结尾广播地址，用于本网络段广播查找IP
广播地址：用于在一个网络内一对所有的通信。网络地址位不变，主机部分全部换成1。
192.168.62.138/16-----255.255.0.0
十进制             二进制数
192.168.62.138   11000000.10101000.00111110.10001010    IP地址
255.255.0.0      11111111.11111111.00000000.00000000    子网掩码：1表示网络地址0表示主机位
192.168.0.0      11000000.10101000.00000000.00000000    网络地址  
192.168.255.255  11000000.10101000.11111111.11111111    广播地址
网络数=2^N=2^(16-16)=2^0=1        N表示实际网络位-标准网络位数
最大数主机数=2^M=2^(32-16)=65536   M表示主机位数
主机部分(可用主机位)：则决定了网络中最大的主机数 计算方法：2^M-2=2^16-2=65534
网络地址192.168.0.0/16
广播地址192.168.255.255
全部主机范围--->192.168.0.0-192.168.255.255
可用的主机范围从--->192.168.0.1-192.168.255.254

25位子网掩码为非标准位掩码，
开头网络址，用于配置网络路由通信，结尾广播地址，用于本网络段广播查找IP
广播地址：用于在一个网络内一对所有的通信。网络地址位不变，主机部分全部换成1。
计算方式192.168.62.138/25  192.168.62.138/255.255.255.128
十进制             二进制数
192.168.62.138   11000000.10101000.00111110.10001010    IP地址
255.255.255.128  11111111.11111111.11111111.10000000    子网掩码：1表示网络地址0表示主机位
192.168.62.128   11000000.10101000.00111110.10000000    网络地址  
192.168.62.255   11000000.10101000.00111110.11111111    广播地址
网络数=2^N=2^(25-24)=2^1=2      N表示实际网络位-标准网络位数
最大数主机数=2^M=2^(32-25)=128   M表示主机位数
主机部分(可用主机位)：则决定了网络中最大的主机数 计算方法：2^M-2=2^(32-25)-2=126
网络地址192.168.62.128/25
广播地址192.168.62.255
全部主机范围--->192.168.62.128-192.168.62.255
可用的主机范围从--->192.168.62.129-192.168.62.254
​
26位子网掩码为非标准位掩码，
开头网络址，用于配置网络路由通信，结尾广播地址，用于本网络段广播查找IP
广播地址：用于在一个网络内一对所有的通信。网络地址位不变，主机部分全部换成1。
计算方式192.168.62.138/26  192.168.62.138/255.255.255.192
十进制             二进制数
192.168.62.138   11000000.10101000.00111110.10001010    IP地址
255.255.255.192  11111111.11111111.11111111.11000000    子网掩码：1表示网络地址0表示主机位
192.168.62.128   11000000.10101000.00111110.10000000    网络地址  
192.168.62.191   11000000.10101000.00111110.10111111    广播地址
网络数=2^N=2^(26-24)=2^2=4      N表示实际网络位-标准网络位数
最大数主机数=2^M=2^(32-26)=64   M表示主机位数
主机部分(可用主机位)：则决定了网络中最大的主机数 计算方法：2^M-2=2^(32-26)-2=62
网络地址192.168.62.128/26
广播地址192.168.62.191
全部主机范围--->192.168.62.128-192.168.62.191
可用的主机范围从--->192.168.62.129-192.168.62.190
​
27位子网掩码为非标准位掩码，
开头网络址，用于配置网络路由通信，结尾广播地址，用于本网络段广播查找IP
广播地址：用于在一个网络内一对所有的通信。网络地址位不变(二进制数位，主机部分全部换成1。
计算方式192.168.62.138/27  192.168.62.138/255.255.255.224
十进制             二进制数
192.168.62.138   11000000.10101000.00111110.10001010    IP地址
255.255.255.224  11111111.11111111.11111111.11100000    子网掩码：1表示网络地址0表示主机位
192.168.62.128   11000000.10101000.00111110.10000000    网络地址  
192.168.62.159   11000000.10101000.00111110.10011111    广播地址
网络数=2^N=2^(27-24)=2^3=8      N表示实际网络位-标准网络位数
最大数主机数=2^M=2^(32-27)=32   M表示主机位数
主机部分(可用主机位)：则决定了网络中最大的主机数 计算方法：2^M-2=2^(32-27)-2=30
网络地址192.168.62.128/27
广播地址192.168.62.159
全部主机范围--->192.168.62.128-192.168.62.159
可用的主机范围从--->192.168.62.129-192.168.62.158
​
28位子网掩码为非标准位掩码，
开头网络址，用于配置网络路由通信，结尾广播地址，用于本网络段广播查找IP
广播地址：用于在一个网络内一对所有的通信。网络地址位不变，主机部分全部换成1。
计算方式192.168.62.138/28  192.168.62.138/255.255.255.240
十进制             二进制数
192.168.62.138   11000000.10101000.00111110.10001010    IP地址
255.255.255.240  11111111.11111111.11111111.11110000    子网掩码：1表示网络地址0表示主机位
192.168.62.128   11000000.10101000.00111110.10000000    网络地址  
192.168.62.143   11000000.10101000.00111110.10001111    广播地址
网络数=2^N=2^(28-24)=2^4=16     N表示实际网络位-标准网络位数
最大数主机数=2^M=2^(32-28)=16   M表示主机位数
主机部分(可用主机位)：则决定了网络中最大的主机数 计算方法：2^M-2=2^(32-28)-2=14
网络地址192.168.62.128/28
广播地址192.168.62.143
全部主机范围--->192.168.62.128-192.168.62.143
可用的主机范围从--->192.168.62.129-192.168.62.142
​
29位子网掩码为非标准位掩码，
开头网络址，用于配置网络路由通信，结尾广播地址，用于本网络段广播查找IP
广播地址：用于在一个网络内一对所有的通信。网络地址位不变，主机部分全部换成1。
计算方式192.168.62.138/29  192.168.62.138/255.255.255.248
十进制             二进制数
192.168.62.138   11000000.10101000.00111110.10001010    IP地址
255.255.255.248  11111111.11111111.11111111.11111000    子网掩码：1表示网络地址0表示主机位
192.168.62.136   11000000.10101000.00111110.10001000    网络地址  
192.168.62.143   11000000.10101000.00111110.10001111    广播地址
网络数=2^N=2^(29-24)=2^5=32     N表示实际网络位-标准网络位数
最大数主机数=2^M=2^(32-29)=8   M表示主机位数
主机部分(可用主机位)：则决定了网络中最大的主机数 计算方法：2^M-2=2^(32-29)-2=6
网络地址192.168.62.136/29
广播地址192.168.62.143
全部主机范围--->192.168.62.136-192.168.62.143
可用的主机范围从--->192.168.62.137-192.168.62.142
​
30位子网掩码为非标准位掩码，
开头网络址，用于配置网络路由通信，结尾广播地址，用于本网络段广播查找IP
广播地址：用于在一个网络内一对所有的通信。网络地址位不变，主机部分全部换成1。
计算方式192.168.62.138/30  192.168.62.138/255.255.255.252
十进制             二进制数
192.168.62.138   11000000.10101000.00111110.10001010    IP地址
255.255.255.252  11111111.11111111.11111111.11111100    子网掩码：1表示网络地址0表示主机位
192.168.62.136   11000000.10101000.00111110.10001000    网络地址  
192.168.62.139   11000000.10101000.00111110.10001011    广播地址
网络数=2^N=2^(30-24)=2^6=64     N表示实际网络位-标准网络位数
最大数主机数=2^M=2^(32-30)=4   M表示主机位数
主机部分(可用主机位)：则决定了网络中最大的主机数 计算方法：2^M-2=2^(32-30)-2=2
网络地址192.168.62.136/30
广播地址192.168.62.139
全部主机范围--->192.168.62.136-192.168.62.139
可用的主机范围从--->192.168.62.137-192.168.62.138

3.设置永久静态IP（重点）

[root@localhost ~]# cd /etc/sysconfig/network-scripts/  //网卡配置文件存放路径
[root@localhost network-scripts]# cp ifcfg-ens33 ifcfg-ens33.bak //将源文件备份
[root@localhost network-scripts]# vi ifcfg-ens33        //编辑网卡配置文件
TYPE="Ethernet"        //网络类型：以太网类型
PROXY_METHOD="none"   
BROWSER_ONLY="no"
BOOTPROTO="static"	//默认值none或static 这两种属于静态获取ip地址，dhcp自动获取ip
IPADDR=192.168.246.134	//设置静态ip地址
GATEWAY=192.168.246.2	//设置网关，nat模式网关地址查看虚拟机中的NAT网关址址
NETMASK=255.255.255.0	//设置掩码或者掩码长度
#PREFIX=24
DEFROUTE="yes"	//是否设置默认路由，yes表示该配置
NAME="ens33"	//网卡名称
DEVICE="ens33"	//设备名称
ONBOOT="yes"	//开机启动
DNS1=114.114.114.114	//dns全国通用地址，dns最多可以设置三个
DNS2=8.8.8.8	//谷歌的dns
DNS3=223.5.5.5 	//阿里云公共DNS

必需要要添加或修改的参数是

BOOTPROTO=“static”
IPADDR=192.168.246.134
GATEWAY=192.168.246.2
NETMASK=255.255.255.0
#PREFIX=24
ONBOOT=“yes”
DNS1=114.114.114.114
DNS2=8.8.8.8
DNS3=223.5.5.5

重启网络---修改完配置文件一定要重启网络
[root@localhost ~]# systemctl restart network

当配置参数正确无误，重启动报错时可以关闭NetworkManager服务
[root@localhost ~]# systemctl stop NetworkManager && systemctl disable NetworkManager

4.设置动态IP

需要有第三方DHCP服务，(如关换机)为网卡分配IP地址

[root@localhost ~]# vi /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-ens33 
TYPE="Ethernet"
PROXY_METHOD="none"
BROWSER_ONLY="no"
BOOTPROTO="dhcp"    //只需要将这里修改为dhcp
DEFROUTE="yes"
NAME="ens33"
DEVICE="ens33"
ONBOOT="yes"

重启网络

[root@localhost ~]# systemctl restart network

当配置参数正确无误，重启动报错时可以关闭NetworkManager服务

[root@localhost ~]# systemctl stop NetworkManager && systemctl disable NetworkManager

编辑DNS配置文件设置DNS
/etc/resolv.conf为本机的域名解析，默认由网卡参数中的dns参数产生

[root@localhost ~]# vi /etc/resolv.conf
nameserver 114.114.114.114    //指定dns地址