一、IP地址

1、IPv4地址

1.1 IPv4地址的表示

●ipv4由32位二进制组成，一般用点分十进制表示，分成四组，一组八位。

例如：

11000000.10101000.00000000.00000000

为了便于配置通常表示成点分十进制形式：192.168.0.0

1.2 IPv4地址的分类

1.2.1 公有网络地址

（以下简称公网地址）是指在互联网上全球唯一的IP地址

IP地址分为A、B、C、D、E五类

● A类地址范围：1.0.0.1～126.255.255.254

A类地址=网络部分+主机部分+主机部分+主机部分

（有类边界）默认子网掩码位/8，即255.0.0.0

● B类地址范围：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

（有类边界）默认子网掩码位/16，即255.255.0.0

● C类地址范围：192.0.0.1～223.255.255.254‘

C类地址=网络部分+网络部分+主机部分+主机部分

（有类边界）默认子网掩码为/24，即255.255.255.0

● D类地址范围：224.0.0.1～239.255.255.254

用于组播通信的地址

组播：一对列、单播：一对一、广播：一对多

● E类地址范围：240.0.0.1～255.255.255.254

用于科学研究的保留地址

● 另外：以127开头的IP地址都代表本机（广播地址127.255.255.255除外），127.0.0.1为本机回环地址

169.254.0.0～169.254.255.255 DHCP服务失效时分配的地址

1.2.2 私有网络地址

（以下简称私网地址）是指内部网络或主机的IP地址，IANA（互联网数字分配机构）规定将下列的IP地址保留用作私网地址，不在Internet上被分配，可在一个单位或公司内部使用。

RFC1918中规定私有地址如下：

● A类私有地址：10.0.0.0～10.255.255.255 10.0.0.0/8

● B类私有地址：172.16.0.0～172.31.255.255 172.16.0.0/12

● C类私有地址：192.168.0.0～192.168.255.255 192.168.0.0/16

2、IPV6地址

IPv6由128位组成，一般用冒号分隔，用十六进制表示。

二、子网掩码

1、作用

​ 子网掩码不能单独存在，它必须结合ip地址一起使用，ip地址我们都知道是计算机在网络内的唯一标识，而子网掩码作用就是用来划分子网的。可以将某个ip地址划分为网络地址和主机地址两部分。

2、例子说明

● 子网掩码是由连续的1和0组成，连续的1表示网络地址，连续的0表示主机地址，通过0的个数可以算出子网的容量（子网中主机的ip地址范围）。

● 首先来默认子网掩码255.255.255.0 是怎么划分子网的，将该子网的二进制由24个1和8个0组成，8个0表示该子网掩码划分出的子网ip为256个（2^8次方）。假设划分的ip地址为192.168.1.0。那么192.168.1.0 ~ 192.168.1.255都在同一个子网中。

● 但是这256个地址中可用的地址只有254个，因为规定每个子网的第一个ip地址为网络地址，最后一个地址为广播地址，都不可用。那上诉的ip地址可以用范围：192.168.1.1 ~ 192.168.1.254。设置这个范围的ip地址，计算机之间才可以联网。

三、子网划分

1、两级Ip地址

1.1 两级Ip地址结构

以上描述的ABCDE类的ip地址，就是二级ip地址，主要结构如下：

二级ip地址，是由网络号加上主机来区分ip地址段的。我们可用的ip就是A、B、C三类地址，但是这样的划分ip有很多弊端。

1.2 两级IP地址的弊端

比如：

1、IP地址空间利用率有时候很低（假如一家共公司，人数不多只有10台电脑，给他们分配了一个C类的地址，C类有2^8次方，共有256个子网ip，可用ip也有254个，但是他们公司只要10个ip地址，那多出来的244个就等于浪费掉了）

2、不够灵活（假如上面的哪个公司又加了一个部门，但是这个部分的网络需要与刚刚的哪个部门网络相对独立，这个时候再去申请一个就很麻烦，而且更浪费）

3、可能会引起网络风暴（大量的主机可以相互访问，没有进行隔离，如果一台主机发送消息，那就会进行广播到其它主机上，周而复始引起网络故障，数据丢失）

所以，为了解决以上问题，进行子网划分，可以有效的解决以上问题。

2、三级IP地址

● 优点：

1、节约了ip地址资源，ip利用率更高。

2、相对于二级ip地址来说更加灵活。

3、网络更加安全

● 缺点：

1、每多一个子网就要少ip可用ip地址。（网络地址和广播地址，不过相对影响不大）

2、各个子网不能通信，需要借助路由器。

2.1 三级IP地址结构

从 1985 年起在 IP 地址中又增加了一个**“子网号字段”，使两级的 IP 地址变成为三级的 IP 地址。这种做法叫做划分子网 。**

● 不管是ABC类地址，划分子网就是在本地地址中再借几位出来当成子网号，剩余部分叫主机号。

● 那么现在就是说：假如我们都是A类网，但是我们子网号不同，我们就不属于一个子网段。不能相互访问。

● 但是划分为三个子网后对外仍是一个网络，外面传来ip数据包，先根据网络号找到这个网络的路由器，然后再通过子网号，找到具体哪个子网，再在子网离根据主机号找到目的主机。

2.2 子网如何进行的划分

● 以上我们得知，划分子网就是在主机地址中借几位当成子网号，但是怎么去知道是借了多少？

● 所以这就需要知道子网掩码的位数了。

● 上面我们知道子网掩码是用来区分网络地址和本地地址的，（我们这样理解，从主机地址借出去的那几位，被网络号抢过去了，当成了网络地址，但是它善变，有多种组合，且每一种组合都是一组新的子网，它有几种组合，就有几种子网，且每一组子网的子网ip数都是一样的）

四、实战训练

例子1

●问题：

这是一个有类边界的C类的IP地址: 192.168.1.189/24

求它的，网络地址、广播地址、子网范围，可用ip子网范围，子网号。

●解：

 11000000 . 10101000 . 00000001 . 10111101         ip地址二进制

 11111111 . 11111111 . 11111111 . 00000000         子网掩码的二进制

——————————以上两个相与—————————————————-

11000000 . 10101000 . 00000001 . 00000000       网络地址，转化为二进制：192.168.1.0

——————————将网络地址的主机部分取反———————————

11000000 . 10101000 . 00000001 . 11111111       广播地址，转化为二进制：192.168.1.255

子网范围（网络地址起始到广播地址结束）192.168.1.0 ~ 192.168.1.255

可用ip范围（去头去尾）：192.168.1.1 ~ 192.168.1.254

子网的ip数量为：2^8=256个。可用ip去除网络地址，广播地址，那就是254个。

注意：这是一个标准的C类地址，所有只有一个子网。

例子2

●问题：

这是一个无类（不属于ABCDE类）的地址：192.168.1.189/26

求它的，网络地址、广播地址、子网范围，可用ip子网范围，子网号，各个子网范围。

●解：

 11000000 . 10101000 . 00000001 . 10111101         ip地址二进制

11111111 . 11111111 . 11111111 . 11000000         子网掩码的二进制

———————————-以上两个相与———————————————-

11000000 . 10101000 . 00000001 . 10000000       网络地址，转化为二进制：192.168.1.128

——————————–将网络地址的主机部分取反———————————-

11000000 . 10101000 . 00000001 . 11111111       广播地址，转化为二进制：192.168.1.255

子网范围（网络地址起始到广播地址结束）：192.168.1.128 ~ 192.168.1.255

可用子网范围（去偷去尾）：192.168.1.129 ~ 192.168.1.254

子网的ip数量为：2^6=64个。可用ip去除网络地址，广播地址，那就是62个。

注意：这里跟上面不同了，因为他是无类地址，并且进行了子网划分（因为子网掩码不是默认的）

子网号范围如下（可以看出子网号一直在排列组合）：

子网号为：192.168.1.0

192.168.1.00 000000 ~ 192.168.1.00 111111   

转化为二进制：192.168.1.0 ~ 192.168.1.63

子网号为：192.168.1.64

192.168.1.01 000000 ~ 192.168.1.01 111111

转化为二进制：192.168.1.64 ~ 192.168.1.127

子网号为：192.168.1.128

192.168.1.10 000000 ~ 192.168.1.10 111111

转化为二进制：192.168.1.128 ~ 192.168.1.191

子网号为；192.168.1.192

192.168.1.11 000000 ~ 192.168.1.11 111111

转化为二进制：192.168.1.192 ~ 192.168.1.255