IP地址和子网掩码

IP地址和⼦⽹掩码
IP地址
IP地址由32位⼆进制数组成，分为4段，每段8位
⼆进制不⽅便查看，通常以点分⼗进制表⽰法表⽰
⼆进制：11000000.10101000.00000000.00000001
⼗进制：192.168.0.1
IP地址的前N位为⽹络号（⽹络位），后N位为主机号（主机位）
⽹络号：⽤来标识当前⽹络的地址
主机号：⽤来标识当前主机在当前⽹络的地址
IP地址的类别
类别固定开头范围默认⽹络号/主机号位数最⼤⽹络数最⼤主机数
A类00.0.0.0~127.255.255.2558/2412816777216
B类10128.0.0.0~191.255.255.25516/161638465536
C类110192.0.0.0~223.255.255.25524/82097152256
D类1110224.0.0.0~239.255.255.255N/A N/A N/A
E类1111240.0.0.0~255.255.255.255N/A N/A N/A
A类IP地址
以0为固定开头，所以前8位取值范围为0 ~ 127，地址范围为0.0.0.0~127.255.255.255
默认前8位为⽹络位，0~127之间的地址可以分配给126个⽹络（A类IP地址不能以０开头，除去0和本地回环地址）
默认后24位为主机位，0.0.0~255.255.255之间的地址可以分配给该⽹络下的16777214台主机（除去⽹络地址和⼴播地址）B类IP地址
以10固定开头，所以前8位取值范围为128 ~ 191，地址范围为128.0.0.0~191.255.255.255
默认前16位为⽹络位，128.0~191.255之间的地址可以分配给16384个⽹络
默认后16位为主机位，0.0~255.255之间的地址可以分配给该⽹络下的65534台主机（除去⽹络地址和⼴播地址）
C类IP地址
以110固定开头，所以前8位取值范围为192 ~ 223，地址范围为192.0.0.0~223.255.255.255
默认前24位为⽹络位，192.0.0~223.255.255之间的地址可以分配给2097152个⽹络
默认后8位为主机位，0~255之间的地址可以分配给该⽹络下的254台主机（除去⽹络地址和⼴播地址）
D类IP地址
以1110固定开头，所以前8位取值范围为224 ~ 239，地址范围为224.0.0.0~239.255.255.255
属于保留地址，⽤于组播，没有⽹络位和主机位
E类IP地址
以1111固定开头，所以前8位取值范围为240 ~ 255，地址范围为240.0.0.0~255.255.255.255
属于保留地址，以备后⽤，没有⽹络位和主机位
特殊地址
0.0.0.0：代表所有⽹络
255.255.255.255：代表有限⼴播地址
⽹络地址
主机位全为0：当前⽹络的⽹络地址，例如192.168.2.0
⽹络地址不能分配给主机使⽤
⼴播地址
主机位全为1：当前⽹络的⼴播地址，例如192.168.2.255
⼴播地址不能分配给主机使⽤
本地回环地址
127.0.0.0~127.255.255.255
私有地址
类型范围
A类10.0.0.0~10.255.255.255
B类172.16.1.1~172.31.255.255
C类192.168.0.0~192.168.255.255
IP地址⼜分为公⽹地址和私有地址
公⽹地址：⽤于互联⽹交互
私有地址：⽤于局域⽹交互
⼦⽹掩码
⼦⽹掩码和IP地址⼀样也是长度为32的⼆进制数，是⼀串连续的1和连续的0构成的⼆进制数
例如：11111111.11111111.11111111.00000000，使⽤点分⼗进制表⽰法表⽰就是255.255.255.0
⼦⽹掩码是⽤来划分⼀个IP地址的⽹络位和主机位的
⼦⽹掩码的⼆进制1对应的位即是⽹络位，⼆进制0对应的位即是主机位
11000000.10101000.00000001.00000001 #IP地址192.168.1.1
11111111.11111111.11111111.00000000 #⼦⽹掩码255.255.255.0
11000000.10101000.00000001.00000000 # 两者&运算可以得到当前⽹段的⽹络地址192.168.1.0
默认⼦⽹掩码
类别默认⽹络号位数默认主机号位数默认⼦⽹掩码
A类824255.0.0.0
B类1616255.255.0.0
C类248255.255.255.0
⼦⽹掩码的特殊写法
192.168.1.1 255.255.255.0特殊写法为192.168.1.1/24
/24表⽰⼦⽹掩码划分的⽹络号的位数，即前24位为⽹络位
可变长度⼦⽹掩码
以C类地址为例，C类地址默认⽹络位为24位，⼦⽹掩码默认为255.255.255.0
可变长度⼦⽹掩码就是可以从原来的主机位中借⽤位数加⼊⽹络位，例如/25表⽰⽹络位增加1位到25位
每借⽤⼀位主机位，就能划分2^N个⼦⽹，增加的位数越多，能够划分的⼦⽹也就越多，但每个⼦⽹的主机数越少默认不划分⼦⽹
192.168.1.1/24与192.168.1.129/24属于同⼀⽹段，都属于192.168.1.0⽹段
⽹络地址：192.168.1.0
⼴播地址：192.168.1.255
11000000.10101000.00000001.00000001 # 192.168.1.1
11111111.11111111.11111111.00000000 # 255.255.255.0
11000000.10101000.00000001.00000000 # 192.168.1.0
11000000.10101000.00000001.10000001 # 192.168.1.129
11111111.11111111.11111111.00000000 # 255.255.255.0
11000000.10101000.00000001.00000000 # 192.168.1.0
划分成两个⼦⽹
192.168.1.1/25与192.168.1.129/25不属于同⼀⽹段
192.168.1.1/25属于192.168.1.0⽹段（192.168.1.0~192.168.1.127）
⽹络地址：192.168.1.0
⼴播地址：192.168.1.127
192.168.1.129/25属于192.168.1.128⽹段（192.168.1.128~192.168.1.255）
⽹络地址：192.168.1.128
⼴播地址：192.168.1.255
11000000.10101000.00000001.00000001 # 192.168.1.1
11111111.11111111.11111111.10000000 # 255.255.255.128
11000000.10101000.00000001.00000000 # 192.168.1.0
11000000.10101000.00000001.10000001 # 192.168.1.129
11111111.11111111.11111111.10000000 # 255.255.255.128
11000000.10101000.00000001.10000000 # 192.168.1.128
借⽤1位主机位后，主机位为7位
借⽤位为0时，主机位的最⼩值为00000000，最⼤值为01111111，即0~127
借⽤位为1时，主机位的最⼩值为10000000，最⼤值为11111111，即128~255
合理利⽤IP资源
192.168.1.0/25的⽅式划分了两个⼦⽹，每个⼦⽹可以分配126台主机
假设现在有150台主机，我们可能这样分配
前126台的IP地址以及⼦⽹掩码：192.168.1.1/25 ~192.168.1.126/25
后24台的IP地址以及⼦⽹掩码：192.168.1.129/25 ~ 192.168.1.152/25
剩下的24台主机没必要使⽤126那么⼤的空间，这种⽅式会浪费剩下的192.168.1.153/25 ~ 192.168.1.254/25合理的分配
前126台的IP地址以及⼦⽹掩码：192.168.1.1/25 ~ 192.168.1.126/25
后24台的IP地址以及⼦⽹掩码：192.168.1.129/27 ~ 192.168.1.152/27。