IP地址的基本概念

IP地址结构组成由32位二进制数组成通常用点分十进制表示如192.168.1.1结构分为网络号标识IP子网和主机号标识子网内的具体主机两部分子网掩码作用用于区分IP地址中的网络号和主机号表示方式连续的1代表网络号连续的0代表主机号例如255.255.255.0对应二进制11111111.11111111.11111111.00000000CIDR表示法使用/n表示法如/24代表前24位为网络位地址类别A类地址范围1.0.0.0——126.255.255.255默认子网掩码/8255.0.0.0适用大型网络B类地址范围128.0.0.0——191.255.255.255默认子网掩码/16255.255.0.0适用中型网络C类地址范围192.0.0.0——223.255.255.255默认子网掩码/24255.255.255.0适用小型网络D类地址范围224.0.0.0——239.255.255.255组播地址作用专门用于“一对多”的网络通信。E类地址范围240.0.0.0——255.255.255.255保留地址作用被保留用于未来的网络扩展或实验不能用于普通上网特殊IP地址网络地址主机号全为0作用用于标识和代表一个完整的网段。在路由表中它用来指代整个网络而不是网段内的某一台具体主机。定向广播地址主机号全为1作用用于向指定的某个特定远程局域网目标网段内的所有主机发送数据。它的特点是“明确知道目标网段”路由器会将该数据包转发到指定的目标网段中去“喊话”。回环地址127.0.0.1作用用于本机网络协议栈的测试与内部通信。数据包不会经过物理网卡和外部网络专门用来检查本机的网络服务是否正常运行。默认路由0.0.0.0作用作为网络通信的“兜底”出口。当主机或路由器在路由表中找不到目标 IP 的明确路径时会将数据包交由默认路由指向的下一跳通常是网关/路由器来处理。本地链路地址169.254.0.0/16作用用于网络配置失败时的自动补救APIPA。当主机设置为自动获取 IP 但找不到 DHCP 服务器时系统会自动分配此地址确保设备在局域网内仍能进行基本的互相通信。本地广播地址255.255.255.255作用用于向当前所在的局域网本网段内的所有主机发送数据。它的特点是“不知道具体在哪”只能在当前网段内“喊话”路由器会拦截该数据包不会将其转发到其他网段。私有IP地址范围A类私有地址10.0.0.0/8B类私有地址172.16.0.0/16 — 172.31.0.0/16C类私有地址192.168.0.0/24 — 192.168.255.0/24网络地址计算计算方法将IP地址与子网掩码进行按位与运算示例IP地址192.168.1.6/24 11000000 10101000 00000001 00000110子网掩码255.255.255.0 11111111 11111111 11111111 00000000网络地址192.168.1.0 11000000 10101000 00000001 00000110定向广播地址计算计算方法网络号保持不变主机号全部置为1示例IP地址192.168.1.6/24 11000000 10101000 00000001 00000110网络地址192.168.1.255 11000000 10101000 00000001 11111111可用主机数计算计算公式2^n - 2n为主机位数减2原因除去网络地址和广播地址示例/24网络可用主机数为2^8 - 2 254台子网划分核心思想借用主机位作为子网号将一个大的网络划分为多个小的子网效果增加子网数量减少每个子网中可用的主机数量子网数计算2^mm为借位数C类地址子网划分案例1C类地址借2位原网络192.168.1.0/24借2位后/26255.255.255.192子网数2^2 4个子网每个子网主机数2^6 - 2 62台子网划分结果子网1192.168.1.0/26可用IP192.168.1.1-62子网2192.168.1.64/26可用IP192.168.1.65-126子网3192.168.1.128/26可用IP192.168.1.129-190子网4192.168.1.192/26可用IP192.168.1.193-254实际应用案例需求4个网段每个网段需容纳50台主机解决方案每个子网至少需要50252个地址主机位至少需要6位2^664≥52网络位为32-626位使用/26子网掩码可提供4个子网每个子网62台主机