计算机网络学习笔记-IP地址相关
1 IP地址简介
IP地址是指互联网协议地址（Internet Protocol Address，又译为网际协议地址），是IP Address的缩写。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。
IP地址是由4个8位二进制数组成，一个8位二进制最大值就是255，ip地址一共是32位的二进制。一个十六进制的数代表二进制的4位数，MAC地址是12个16进制，也就是48位2进制。
复习：部分二进制和十进制对应关系
二进制 |
十进制 |
10000000 |
128 |
11000000 |
192 |
11100000 |
224 |
11110000 |
240 |
11111000 |
248 |
11111100 |
252 |
11111110 |
254 |
11111111 |
255 |
2 IP地址分类
A类地址默认8位网络位，子网掩码默认为255.0.0.0
B类地址默认16位网络位，子网掩码默认为255.255.0.0
C类地址默认24位网络位，子网掩码默认为255.255.255.0
D类用作组播/多播，没有子网掩码，供特殊协议向选定的节点发送信息时用
E类地址保留给将来使用。这里不做详细讨论。
各类地址的前八位如下所示：
分类 |
区分标识 |
网络号 |
主机号和个数 |
A类 |
最高位固定为0 |
A类网络号为8位 |
主机号为24位，可以容纳2的24次方-2个主机 |
B类 |
前两位为10 |
B类网络号为16位 |
主机号为16位，可以容纳2的16次方-2个主机 |
C类 |
前三位110 |
C类网络号为24位 |
主机号为8位， 可以容纳2的8次方-2个主机 |
主机个数减去2是因为：主机号全为1的IP称为广播地址；主机号全为0的IP称为网络号
以上所述的A B C 类地址均为外网地址。为了便于内网访问，A B C类地址还留出了一部分私有地址作为内网地址供内网访问。具有内网ip的物理机可以通过NAT技术与外网通讯。
A类私有IP地址：
10.0.0.0～10.255.255.255
B类私有IP地址：
172.16.0.0～172.31.255.255
C类私有IP地址：
192.168.0.0～192.168.255.255
特殊地址：
（1）主机位全0的代表本网段，不能用
（2）主机位全1代表本网段所有主机，不能用
（3）169.254.0.0网段，当DHCP没给分配有效地址时，默认的地址，不能上网
（4）127.0.0.1环回地址，访问自己，只要TCP、IP协议正常就能ping通
（5）0.0.0.0当自己的计算机IP地址冲突时，显示为这个地址
广播和多播地址
广播地址：目标MAC为FF-FF-FF-FF-FF-FF（二层），目标IP地址为255.255.255.255（三层），不跨路由
定向广播：192.168.80.255主机位全1，跨路由
组播/多播：224.0.0.0—239.255.255.255
3 子网掩码简介
子网掩码：它是一种用来指明一个IP地址的哪些位标识的是主机所在的子网，以及哪些位标识的是主机的位掩码。子网掩码不能单独存在，它必须结合IP地址一起使用。子网掩码只有一个作用，就是将某个IP地址划分成网络地址和主机地址两部分。（通俗来讲它的作用就是：区分IP地址中的网络号和主机号；)
子网掩码写法：
192.168.3.196255.255.255.0 等价于192.168.3.196/24
172.16.3.4 255.255.0.0 等价于172.16.3.4/16
12.2.1.2 255.0.0.0等价于12.2.1.2/8
‘/’后边是子网掩码转换为二进制后为1的位数
4 子网掩码的使用
IP地址和子网掩码做与运算得到的就是网段，屏蔽了主机位
例如：
IP地址：192.168.3.196，子网掩码：255.255.255.0 然后计算网络号和主机号。
（1）求网络号：
11000000.10101000.00000011.11000100：IP地址转为2进制
11111111.11111111.11111111.00000000：子网掩码转2进制
11000000.10101000.00000011.00000000：与运算
得出网络号为：192.168.3.0，这也就是网段信息
（2）求主机号：
11000000.10101000.00000011.11000100：IP地址转为2进制
00000000.00000000.00000000.11111111：子网掩码按位取反
00000000.00000000.00000000.11000100：与运算
得出主机号为0.0.0.196
主机间传输数据时，发送方用自己的子网掩码和IP地址与运算得出网段，再用子网掩码和接受方的IP地址运算得出网段，如果是同一个网段则直接通过网卡传输数据，否则通过路由器传输。
5、子网划分
5.1 等长子网划分
子网划分为了公网地址浪费。等长子网划分。子网掩码往后移一位，等分成两个子网。比如说将192.168.0.0网段划分子网，则可以把子网掩码设置为255.255.255.128
A子网：192.168.0.1-192.168.0.126
B子网：192.168.0.129-192.168.0.254
同理，如果要把一个网段分为4个网段，则子网掩码往后移两位，子网掩码为255.255.255.192
A子网：192.168.0.1-192.168.0.62
B子网：192.168.0.65-192.168.0.126
C子网：192.168.0.129-192.168.0.190
D子网：192.168.0.192-192.168.0.254
5.2 变长子网划分
需求：每个子网的规模不一样
举例，还是给192.168.0.0划分子网：
（1）市场部需要100个IP地址，可以设置其子网掩码为255.255.255.128，这样市场部可以使用192.168.0.129-192.168.0.254。
（2）财务部需要50个私网IP，可以设置其子网掩码为255.255.255.192，该部门可以使用192.168.0.65-192.168.0.126
（3）研发部需要20个IP，可以设置其子网掩码为255.255.255.224，该部门可以使用192.168.0.33-192.168.0.62
（4）D和E两个点对点网络的子网掩码255.255.255.252，只有两个可用地址。路由器A和路由器B的IP地址可以用192.168.0.1和192.168.0.2
路由器B和C的IP地址可以用192.168.0.5和192.168.0.6
6、合并网段
超网合并两个网段：子网掩码往前移一位
比如要合并192.168.0.0/24和192.168.1.0/24网段，应该子网掩码设置为255.255.254.0
该网段可用地址范围为：192.168.0.1-192.168.1.254，此时192.168.0.255也可以给计算机用
判断2个网段能不能合并，要看第一个网段能不能被2整除，可以的话就能合并
例如192.168.79.0/24和192.168.80.0/24,不可以合并，因为79不能被2整除
同理，判断4个网段能不能合并，要看第一个网段能不能被4整除