IP地址与子网掩码

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	0	0.0.0.0~127.255.255.255	8/24	128	16777216
B类	10	128.0.0.0~191.255.255.255	16/16	16384	65536
C类	110	192.0.0.0~223.255.255.255	24/8	2097152	256
D类	1110	224.0.0.0~239.255.255.255	N/A	N/A	N/A
E类	1111	240.0.0.0~255.255.255.255	N/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	8	24	255.0.0.0
B类	16	16	255.255.0.0
C类	24	8	255.255.255.0

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