IP地址详细解

IP网络层地址

IP地址部分

IP地址的长度为32位,网络层的地址不单单是IP地址这么一种位置的表示地址,它包括很多,但是无论是什么样的地址表示方法,他们都分为网络部分和主机部分,而网络部分对于连接到网络上的所有设备都是公共的,而主机部分则是私有化的。那么我们一般常用的表示方法是十进制，因为它更好记忆，更方便书写，但是为了做一些实际上的计算，我们一般采用的是二进制来表示IP地址。针对我们目前学生中所存在的问题，我们来看一下IP地址中的重点和难点。

重点一：IP地址的表示结构

IP地址一共划分为A B C D E五类

如果用W.X.Y.Z来区别的话，A类IP地址的W的取值应该是0－126，B类IP地址的取值应该是128－191，C类IP地址的取值应该是192-223，D类IP地址为组播地址，E类IP地址为科研实验地址，在这里我们不作讨论，而127段的地址为测试地址。

有一个更加简单的方法，用二进制来区别，我们都知道，W如果划分为2进制的话是8位，如果前3位为000，那么就是A类，如果是100，那么就是B类，如果是110，那么就是类。这样的判断更加准确。

重点二：地址掩码

地址掩码一直人们都不知道它是做什么的，好像自然而然的产生的东西，呵呵！我开始也是这么想的，那么地址掩码的作用是什么呢？不管是主机还是路由设备，都需要有一个明确的地址来表示唯一性，但是这样的同时，还需要确定它所属的网络。例如一个B类地址，172.16.1.1,那么它所属于的网络应该是172.16.0.0。那么这个任务就是通过地址掩码来完成的，地址掩码是一个32位的字串，与IP地址的每一位相对应，掩码也可以向IP地址一样用点分十进制书写，这样的表示方法其实恰恰是很多初学者的绊脚石，因为你会和IP地址搞混，因为它并不是一个地址。

例如：

A类地址

10.0.0.0

255.0.0.0

B类地址

172．16．0．0

255．255．0．0

C类地址

192．168．1．0

255．255．255．0

有些同学看到这里都感觉很好像，好像天生就是这样规定的一样，其实你并不明白其中的真正的含义，怎么得出来的，怎么来表示网段啊！

其实地址掩码要和IP地址进行逻辑的布尔运算才可以得出网络地址，下面我们看一个实验：

布尔运算又叫AND操作

它是利用0与1之间的关系来得出逻辑的值

0 AND 0 =0

0 AND 1 =0

1 AND 0 =0

1 AND 1 =1

根据这个公式我们来看：10101100000101010010001100010001＝172.21.35.17 111111111111111110000000000000000＝255.255.0.0

______________________________________________运行刚才的公式上下AND的操作

10101100000101010000000000000000＝172.21.0.0

在IP地址的每一位上都与掩码上下执行AND的操作，这样我们的掩码才可以发挥作用。这时候IP地址的掩码就发挥功效了。

那么如何计算在地址掩码所掩的主机位上有多少个主机地址呢？

有一个公式：2的n次方－2＝？

在这里N等于2进制地址掩码所掩的主机位数，减2减的1是网络位，2是广播位。

重点三：子网掩码

子网掩码是地址掩码的一种扩展行为，我们都知道如果单纯的按照

A,B,C这样的地址掩码来划分网络的话，地址的浪费是避免不了的，比如500台主机的网络就必须采用B类了，因为A类才一个8位，不能满足需要。这样的话，我们必须找出一个合理的方法来控制地址的浪费。我们可以将我们的地址位的位数缩小，将原有网络位的位数增大，来解决这样的问题，这样网络位增大后，地址的数量就减小了。

这样的话，IP地址就包括3个部分：网络部分，子网部分和主机部分，

地址掩码就变成了子网掩码，或比地址掩码长的掩码。例如：

172.21.0.0，地址的前两个8bit依然是172.21，但是第三个8bit——主机位已经由子网位代替，变化的范围是0～255，所以在单一的B类地址下就会产生255个子网。

注意：并不是所有的路由协议都可以认识子网，有类路由协议就不认识，它不能识别和区分子网的概念。

他们不能区别子网位全0或者全1

比如：172.16.0.0 172.16.0.0 前面的0是子网号，后面的是主机位。他们根本区别不了。

关于有类和无类我们下面在讨论。

注意：有人会这样认为“B类地址使用C类的掩码”或者“将B类地址划分为C类”这些都是不对的。

我们可以用点分十进制和位记数来表示子网掩码

比如：255.255.255.0为点分十进制

172.21.1.0/24为位记数表示

我们可以使用命令来在路由器上改变表示方法：ip netmask－format ？重点四：子网的计算

在规划子网和子网掩码时候，我们可以使用相同的公式计算一个主网地址下可用的子网数以及每一个子网内可用的主机数，公式为：2N次方－2，其中N表示子网位数或主机空间，2表示减去全0和全1两个不可用位数，这个在前面我已经说过了，呵呵!

例如：一个A类地址10.0.0.0，子网掩码10.0.0.0/16(255.255.0.0)，意味着有8位的子网空间，2的8次方减去2等于254个子网，每一个子网都有2的16次方减去2等于65534个主机。

那么我们统一的看一看子网划分的步骤（这可是心血啊！）：1．确定有多少个子网，每个子网有多少个主机。

2．用公式来计算出子网位数和主机位数，为了避免地址会增长，需要为未来的发展预留空间。

3．使用二进制计算，在子网空间中确定组合的方式，将所有的主机位都设置为0，看子网位的变化，把所有的变化都划成10进制，

最终推导出最终的子网类型。

4．对于每一个子网的地址，保持子网位不变的基础上，将后面的不同位数都划成10进制，得出的就是所有的主机位。

这样的方法对于划分B类地址很有效果，如果把C类地址继续划分，也就是我们打破8bit的字节界限。

这样的方法是：

举一个例子，192.168.100.0，需要5个子网，每一个子网需要25个主机