网络编程----网络基础ip地址
一丶IP地址
1.基本概念
1. IP地址是Internet中主机的标识
2. Internet中的主机要与别的机器通信必须具有一个IP地址
3. IP地址为32位（IPv4）或者128位（IPv6）
NAT：公网转私网、私网转公网
4. IPV4表示形式：常用点分十进制形式，如202.38.64.10，最后都会转换为一个32位的无符号整数。
NAT设备（网络地址转换）
● 功能：NAT设备的主要功能是将内部私有IP地址转换为公共IP地址，或反向操作，以便在局域网和外部网络（如互联网）之间进行通信。
● 工作原理：当局域网内的设备访问互联网时，NAT设备记录设备的内部IP地址和源端口，并用公共IP地址替换。响应的流量也会经过NAT设备，NAT通过记录的映射关系将数据包发送回正确的内部设备。
● 作用对象：NAT设备用于管理与外部网络（如互联网）的通信，通常作为路由器的一部分。
DHCP服务器（动态主机配置协议）
● 功能：DHCP服务器的主要任务是自动分配IP地址、子网掩码、默认网关和DNS服务器ip等网络配置给网络中的设备（客户端），简化网络管理。
● 工作原理：当一个设备（如电脑或手机）首次连接到网络时，它会发送一个DHCP请求。DHCP服务器接收到请求后，从预设的IP地址池中分配一个可用的IP地址，并返回给客户端。
● 作用对象：DHCP服务器专注于局域网内部的IP地址管理。
2. 网络号/主机号(二级划分)
思考：你了解你的身份证号吗？
IP地址 = 网络号+主机号
网络号：表示是否在一个网段内（局域网）
主机号：标识在本网段内的ID，同一局域网不能重复
3. IP地址分类
整体分类
A类：(0.0.0.0-127.255.255.255)（默认子网掩码：255.0.0.0）
第一个字节为网络号，后三个字节为主机号(一个字节占8位)。该类IP地址的最前面为“0”，因为网络号是8位,所以地址的网络号取值于 0~127之间(0000 0000)(0111 1111)。一般用于大型网络,主机号取值在0 - 2 ^24之间. 127.0.0.1：本机回环地址
B类：(128.0.0.0-191.255.255.255)（默认子网掩码：255.255.0.0）
前两个字节为网络号，后两个字节为主机号。该类IP地址的最前面为“10”，所以地址的网络号取值于128~191之间。一般用于中等规模网络。
C类：(192.0.0.0-223.255.255.255)（子网掩码：255.255.255.0）
前三个字节为网络号，最后一个字节为主机号。该类IP地址的最前面为“110”，所以地址的网络号取值于192~223之间。
一般用于小型网络(一般教室使用的是C类)。
D类：(224.0.0.0- 239.255.255.255)是多播地址。
该类IP地址的最前面为“1110”，所以地址的范围取值于224~239之间。
一般用于组播用户，组播通信。
E类：是保留地址。该类IP地址的最前面为“1111”，所以地址的取值于240~247之间。
一般是一些保密单位用得到，平时基本不会用到
总结：
A类：1.0.0.1~126.255.255.254
B类：128.0.0.1~~191.255.255.254
C类：192.0.0.1~~223.255.255.254
D类（组播地址）：224.0.0.1~~239.255.255.254
特殊地址
0.0.0.0：在服务器中，0.0.0.0指的是本机上的所有IPV4地址，如果一个主机有两个IP地址，192.168.1.1 和 10.1.2.1，并且该主机上的一个服务监听的地址是0.0.0.0,那么通过两个ip地址都能够访问该服务。
127.0.0.1：回环地址/环路地址，所有发往该类地址的数据包都应该被loop back。
网络地址: 每一个网段主机号为0的地址; 如: 192.168.50.169--》192.168.50.0
它是网络中的一个特殊地址，不能被分配给任何具体的主机。
广播地址: 主机号最大的地址是该网段的广播地址 如：192.168.50.255
如： b类IP 广播地址为： 130.223.255.255
全网广播地址 : 255.255.255.255， 该地址不能随便用,会影响这个网络
4. 子网掩码
1. 子网掩码：是一个32位的整数，作用是将某一个IP划分成网络地址和主机地址；
2. 子网掩码长度是和IP地址长度完全一样；
3. 网络号全为1，主机号全为0；
4. 公式：网络地址=IP & MASK（子网掩码）
主机地址= IP& ~MASK
192.168.50.168 255.255.255.0
192.168.50.168 & 255.255.255.0 = 192.168.50.0
192.168.50.168 & ~255.255.255.0 = 192.168.50.168 & 0.0.0.255 = 0.0.0.168
练习：
练习一：B类地址的子网掩码怎么写？255.255.0.0
练习二：B类地址，同一网段最多可以连接多少个主机？216-2=65536-2
练习三：已知一个子网掩码号为255.255.255.192，问：最多可以连接多少台主机？
子网掩码特点：网络号全为1，主机号全为0
192==》1100 0000 26-2
练习四：一个IP地址为192.168.3.183 ，计算其网络号与主机号
C类：255.255.255.0
网络号：192.168.3.0
主机号：0.0.0.183
练习五： 如果有800台电脑, 在不浪费ip情况下, 选用哪个网段?B
5. 三级划分
作用: 重新划分网络号和主机号 , 也就是重新组网 , 从而提高资源利用率
二级划分 IP ：IP地址= 网络号 + 主机号
三级划分 IP ：IP地址= 网络号 + 子网号 + 主机号
某公司有四个部门：行政、研发1、研发2、营销，每个部门各50台计算机接入公司局域网，如果要在192.168.1.0网段为每个部门划分子网，子网掩码应该怎么设置，每个子网的地址范围分别是什么？（4个部门之间不能通信）
C类：254
192.168.1.0000 0000
行政：192.168.1.00 00 0000-192.168.1.00 11 1111--》192.168.1.0-192.168.1.63
研发一：192.168.1.01 00 0000-192.168.1.01 11 1111--》192.168.1.64-192.168.1.127
研发二：192.168.1.10 00 0000-192.168.1.10 11 1111--》192.168.1.128-192.168.1.191
营销：192.168.1.11 00 0000-192.168.1.11 11 1111-》192.168.1.192-192.168.1.255
子网掩码：255.255.255.11 00 0000===》255.255.255.192
要求：在保证网络号一样的前提下，主机号尽量少
172.16.13.2--172.16.0000 1101.0000 0010
172.16.14.4--172.16.0000 1110.0000 0100
255.255.1111 1100.0000 0000--255.255.252.0