IP、子网掩码、网关

一、 IP
ip地址一般为 xxx.xxx.xxx.xxx 形式，同时ip地址 = 网络地址+主机地址（亦称网络号+主机号 网络地址=子网地址=线路地址=网络号）

ip地址划分：
A类:0.0.0.0至127.255.255.255
B类:128.0.0.0至191.255.255.255
C类:192.0.0.0至223.255.255.255
（实际上还有D类与E类）

ip私有地址
A类 10.0.0.0–10.255.255.255
B类 172.16.0.0–172.31.255.255
C类 192.168.0.0–192.168.255.255

二 、子网掩码及其作用

1、子网掩码表示
子网掩码从左到右由连续的1和连续的0组成，如C类默认掩码为：11111111.11111111.11111111.00000000

子网掩码另一种表示：IP/n（n为子网掩码中1的个数），如192.168.1.50/24表示IP为192.168.1.50，子网掩码为11111111.11111111.11111111.00000000

2、子网掩码作用
用于确定网络号与主机号。（数字1确定网络号，0确定主机号）
网络号标识的是Internet上的一个子网，而主机号标识的是子网中的某台主机。

当网络号相同时 ，主机处于同一网段中（即在同一子网中）

同一网段中可以有多少主机的计算方法：主机数=2的n次方（n为子网掩码中0的个数）

网络号计算方法：将ip与子网掩码都转换为二进制后进行按位与运算

例1：
ip地址为 192.168.1.3
子网掩码为 255.255.255.128
转换为二进制：
IP:11000000.10101000.00000001.00000011
子网掩码:11111111.11111111.11111111.10000000
按位与:11000000.10101000.00000001.00000000
即网络号 为192.168.1.0
对子网掩码取反：00000000.00000000.00000000.01111111
与IP按位与：00000000.00000000.00000000.00000011 转换为10进制，
即主机号 为3

例2：
IP:192.168.1.129
子网掩码:255.255.255.128
转换为二进制：
IP:11000000.10101000.00000001.10000001
子网掩码:11111111.11111111.11111111.10000000
按位与:11000000.10101000.00000001.10000000
即网络号 为192.168.1.128
同理得主机号 为1

上述两例网络号同属C类网络192.168.1 但网络号不同 ，这是因为子网掩码不是默认的C类255.255.255.0 ，而是255.255.255.128 ，其将C类网络192.168.1划分为两个子网。

3、网络划分

IP地址分解成网络号与主机号，带来了一个重要的优点：IP数据包从网际上的一个网络到达另一个网络时，选择路径可以基于网络而不是主机。（在大型的网际中，这一点优势特别明显，因为路由表中只存储网络信息而不是主机信息，这样可以大大简化路由表）

IP地址根据网络号和主机号的数量而分为A、B、C三类：

A类IP地址：用7位（bit）来标识网络号，24位标识主机号，最前面一位为”0”，即A类地址的第一段取值介于1～126之间。A类地址通常为大型网络而提供，全世界总共只有126个只可能的A类网络，每个A类网络最多可以连接16777214台主机。

B类IP地址：用14位来标识网络号，16位标识主机号，前面两位是”10”。B类地址的第一段取值介于128～191之间，第一段和第二段合在一起表示网络号。B类地址适用于中等规模的网络，全世界大约有16000个B类网络，每个B类网络最多可以连接65534台主机。

C类IP地址：用21位来标识网络号，8位标识主机号，前面三位是”110”。C类地址的第一段取值介于192～223之间，第一段、第二段、第三段合在一起表示网络号。最后一段标识网络上的主机号。C类地址适用于校园网等小型网络，每个C类网络最多可以有254台主机。
（看主机是否在同一网段时，所谓的A类IP看第一段，B类看一、二段，C类看一、二、三段只是对于这三大类网络而言，对于其下的各个子网，要计算出主机 的网络号看是否相等）

4、子网掩码的确定

IP地址是以网络号和主机号来标识网络上的主机的，只有在一个网络号下的计算机之间才能”直接”互通，不同网络号的计算机要通过网关才能互通。但这样的划分在某些情况下显得并十分不灵活。为此IP网络还允许划分成更小的网络，称为子网这样就产生了子网掩码。子网掩码的作用就是用来判断任意两个IP地址是否属于同一子网络，这时只有在同一子网的计算机才能”直接”互通。那么怎样确定子网掩码呢？

前面讲到IP地址分网络号和主机号，要将一个网络划分为多个子网，因此网络号将要占用原来的主机位，如对于一个C类地址，它用21位来标识网络号，要将其划分为2个子网则需要占用1位原来的主机标识位。此时网络号位变为22位为主机标示变为7位。同理借用2个主机位则可以将一个C类网络划分为4个子网……那计算机是怎样才知道这一网络是否划分了子网呢？这就可以从子网掩码中看出。子网掩码和IP地址一样有32bit，确定子网掩码的方法是其与IP地址中标识网络号的所有对应位都用”1”，而与主机号对应的位都是”0”。如分为2个子网的C类IP地址用22位来标识网络号，则其子网掩码为：11111111 11111111 11111111 10000000即255.255.255.128。（上述两例即为C类网络划分成两个子网）于是我们可以知道，A类地址的缺省子网掩码为255.0.0.0,B类为255.255.0.0,C类为255.255.255.0。（主机位全为0表示网络号，全为1表示广播号）

三、网关

1、对于网关的理解可以借助与房间的关系：

在一个房间内部，人可以自由行走。同理，在同一个网络内，主机间可以直接进行通信。而从一个房间走到另一个房间，必然要经过一扇门。同样，从一个网络向另一个网络发送信息，也必须经过一扇“门”，这扇门就是网关。即，只有在一个网络号下的计算机之间才能”直接”互通，不同网络号的计算机要通过网关才能互通。

比如有网络A和网络B，网络A的IP地址范围为“192.168.1.1~192. 168.1.254”，子网掩码为255.255.255.0；网络B的IP地址范围为“192.168.2.1~192.168.2.254”，子网掩码为255.255.255.0。由于A、B的网络号不同，A、B中的主机不能直接通信。需要借助网关（路由器）才能实现通信。
解释：网络A中的一台主机想要向外发送数据包，却发现要接收数据包的主机不在本地网络A中，就把数据包转发给自己的网关，再由网关转发给网络B的网关，网络B的网关再转发给网络B的某个主机。

2、网关本质

网关实质上是一个网络通向其他网络的IP地址。所以说，只有设置好网关的IP地址，TCP/IP协议才能实现不同网络之间的相互通信。那么这个IP地址是哪台机器的IP地址呢？网关的IP地址是具有路由功能的设备的IP地址，具有路由功能的设备有：路由器、启用了路由协议的服务器（实质上相当于一台路由器）、代理服务器（也相当于一台路由器）。

3、默认网关
就好像一个房间可以有多扇门一样，一台主机可以有多个网关。默认网关的意思是一台主机如果找不到可用的网关，就把数据包发给默认指定的网关，由这个网关来处理数据包。C类IP的默认网关一般填写192.168.x.1