IP小结

一、IP地址

1.IP地址定义

IP地址由32位二进制数组成（4个字节），形式为用圆点分成每组3位的12位十进制数字（xxx.xxx.xxx.xxx）,每3位数代表一个8位二进制数（一个字节）。

• 由于1个字节所能表示的最大数为255，因此IP地址中的每个字节可取0~255之间的值。
• 0和255有特殊含义，255代表广播地址，0用于指定网络地址号（若0在地址末端）或节点地址（若0在地址的开始）。

例如：192.168.1.0指网络192.168.1.0，而0.0.0.18指网络上地址为18的计算机。

2.IP地址的分类

根据IP地址中表示网络地址字节数的不同，可将IP地址划分为五类：A-E类。

• A类地址用于超大型网络（百万结点），用第一个字节代表网络地址，后三个字节代表结点地址。
• B类地址用于中等规模的网络（上千结点），用前两个字节代表网络地址，后两个字节代表主机地址。
• C类地址用于小型网络（最多254个结点），用前三个字节代表网络地址，最后一个字节代表主机地址。
• D类地址是多播地址，主要留给Internet体系结构委员会（Internet Architecture Board，IAB）使用。
• E类地址保留在今后使用。

网络设备根据IP地址的第一个字节判定网络类型：

• A类网络第一个字节的第一个二进制位为0，所以网络地址为1~127。
• B类网络第一个字节的前两个二进制位为10，所以网络地址为128~191。
• C类网络第一个字节的前三位二进制位为110，所以网络地址为191~223。
• D类网络地址为224~239。
• 239以上的网络号保留。

3.公有地址和私有地址

私有地址不被Internet所认识。如果要连接到Internet，必须通过NAT（网络地址转换协议）将其转换为公有地址。

Internet地址授权机构（Internet Assigned Numbers Authority，IANA）。

4.地址分配

A类地址的网络数量不多。现在能够申请到的IP地址只有少量的B类和C类地址。

IP地址的分配采用分级原则，当某个单位向IAB申请IP地址时，实际上只是或得了一个网络号。具体的主机号则由该单位自行分配，只要做到该单位的网络范围内无重复的主机号即可。

二、子网划分

1.子网划分的主要原因

• A类网络和B类网络的地址空间都很大，不进一步进行划分，很难得到有效的利用
• 将一个大型网络划分为多个与单位的部门相对应的小网络更便于管理。
• 通过使用路由器连接子网，可以隔离广播和通信，减少网络拥塞。
• 出于安全方面的考虑，希望利用子网技术将管理网络和生产网络分开
• 由于历史原因和应用的需要，一个单位可拥有不同的物理网络，利用子网技术可以方便实线互联。

2.划分子网

将IP地址的主机号划分为两部分：一部分用来标识子网，另一部分仍然作为主机号。

网络地址=网络号+子网号+全0主机号，可以唯一标识网络。

A类、B类、C类网络的IP地址，其子网掩码默认是：255.0.0.0 , 255.255.0.0 , 255.255.255.0（这是没有划分子网时的子网掩码）

原理：采用子网掩码相当于采用三级寻址。每一个路由器在接收到一个分组时，首先检查该分组IP地址中的网络号。若网络号不是本网络，则从路由表中找出下一站地址将其转发出去（网关）。若网络号是本网络，在检查IP地址中的子网号。若子网不是本子网，则同样转发此分组，若子网是本子网，则根据主机号即可查出应从哪个端口将分组交给主机。

子网掩码的简记法：

xxx.xxx.xxx.xxx/n

前半部分是ip地址，后面的n代表掩码，子网掩码的前半部分的二进制中都是一，所以在此记录一的个数。

例如：192.168.1.x，其子网掩码为255.255.255.224，子网掩码转换为二进制位111111111.111111111.111111111.11100000（共有27个连续的一），所以可以简记为192.168.1.x/27

3.子网计算

设从主机地址部分借用n位给子网，剩下的m位作为主机地址位，那么生成的子网数量为2^n-2(n次方，去掉全零或一的情况），每个子网具有的主机数量为2^m-2台。

三、可变长子网掩码

使用CDIR协议可以在单个网络中有大小不同的子网，这些子网也称为可变长子网掩码（Variable-Length Subnet Mask,VLSM）。

简单理解：可变长其实就是拿出不同位来做子网号，这样同一个网络号，不仅可以划分为多个子网掩码一样的不同子网，还可以划分为不同子网掩码的不同子网。