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IP地址的定义及分类

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IP地址：
主机唯一的标识，保证主机间正常通信。
一种网络编码，用来确定网络中一个节点。
IP地址由32位2进制（32bit）组成。

IP地址的格式
——4组8位二进制的数列：
11010010.01001001.10001100.00000110
便于使用 ——转为10进制 ：210.73.140.6

IP地址由两部分组成：
网络部分（network）
主机部分（host）

———————————————————————————————————————
IP地址分为5大类：

A、B、C、D、E 5类 ，每一类的划分不同

1、A类，前一个比特位为0
0 0000001.00000000.00000000.00000001 1.0.0.1

0 0000001.00000000.00000000.00000010 1.0.0.2

…

01111111.11111111. 11111111. 11111111 127.255.255.255

A类地址的范围：1—126。

前1个为网络部分（network），后3个为主机部分（host）。
——网络部分+主机部分+主机部分+主机部分

特殊：0.0.0.0（表示本地网络）
127.0.0.1（测试用的本地回环地址）

2、B类，前两个比特位为10
10 000000.00000000.00000000.00000001 128.0.0.1

…

10 111111.11111111.11111111.11111111 191.255.255.255

B类地址的范围：128—191。

前2个为网络部分（network），后2个为主机部分（host）
——网络部分+网络部分+主机部分+主机部分

3、C类，前三个比特位为110：
110 00000.00000000.00000000.00000001 192.0.0.1

…

110 11111.11111111.11111111.11111111 223.255.255.255

C类地址的范围：192—223。

前3个为网络部分（network），后1个为主机部分（host）
——网络部分+网络部分+网络部分+主机部分

D类，开始地址1110（设备等协议地址或实验室地址，不公用）
E 类，开始地址1111（实验室或科研地址，不公用）

总结：
A类地址的范围：1—126。
B类地址的范围：128—191。
C类地址的范围：192—223。

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Internet上的合法IP地址：
只为满足企业用户在内部网络中的使用需求。
私有地址不能在Internet使用。
私有地址包括3组：（免费用的）

A：10.0.0.0—10.255.255.255
B：172.16.0.0—172.32.255.255
C：192.168.0.0—192.168.255.255

私有地址可重复使用，由路由器分配再更高级的地址后，再进行分配。
比如：成都的高新区，和重庆的高新区，都可使用“高新区”这个名字。但不影响。

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子网掩码：
作用：用来确定IP的网络地址。

 如果是同一网段内两台PC进行通信，则主机将数据直接发给另一台。（走交换机）如果不是同一网段内的两台PC进行通信，则主机将数据送给网关，网关进行转发。（走路由器）格式：32个二进制组成，跟IP一样的。对应IP地址的网络部分用1表示；对应IP地址的主机部分用0表示。通常情况下：A类：255.0.0.0B类：255.255.0.0C类：255.255.255.0

怎么求得网络地址：
IP地址和子网掩码做逻辑“与”运算得到网络地址（相当于——姓）。
算法：0和任何数相与都能等于0；
1和任何数相与都等于任何数本身。

192.168.1.100 （IP地址） 姓名 11000000.10101000.00000001.01100100

255.255.255.0 （子网掩码） 11111111. 11111111. 11111111.00000000

192.168.1.0（网络地址）姓 11000000.10101000.00000001.00000000

计算出网络IP就可以判断不同IP地址的PC是否位于同一网段了。
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网络测试工具：
命令提示符下：IPconfig IP查询
Ping 网络连接

可使用Ping命令诊断网络连接：
ping 127.0.0.1——验证本地PC上是否正确配置了TCP/IP。
ping本地计算机IP地址——验证其是否正确添加到网络中。
ping默认网关IP地址——验证网关是否正常工作；
是否可以与本地网络上的主机进行通信。
ping远程主机的IP地址——验证是否可以通过路由器进行通信。

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子网划分：
为了更好地使用IP地址，我们会把一个IP划分为更小的网络，这种方式就是——子网划分。
因此，产生了无类地址——把网络变的更小。
优点：节约IP使用成本，网络安全性保证。

有类地址子网掩码可以在IP地址上表示为：
126.0.1.1/8 （A类）
191.168.1.0/16（B类）
192.168.1.0/24（C类）
划分为子网后，不再具有以上特征。

子网划分原理：
子网划分是通过子网掩码的变化实现，不同的子网掩码可以划分出不同子网。
（俗称：借位）

以C类地址为例：

IP： 192.168.1.0 11000000.10101000.00000001.00000000

掩码：255.255.255.0 11111111. 11111111. 11111111.00000000

IP： 192.168.1.0 11000000.10101000.00000001.0 0000000（借一位）

掩码：255.255.255.128 11111111. 11111111. 11111111.1 0000000（借出去的0变成1）

借1位可分为2个网段：
IP： 192.168.1.0/25 11000000.10101000.00000001.0 0000000
网段： 11000000.10101000.00000001.0 0000000（有效IP 126个）
11000000.10101000.00000001.1 0000000（有效IP 126个）

借2位可分为4个网段：
IP： 192.168.1.0/26 11000000.10101000.00000001.00 000000
网段： 11000000.10101000.00000001.00 000000（有效IP 62个）
11000000.10101000.00000001.01 000000（有效IP 62个）
11000000.10101000.00000001.10 000000（有效IP 62个）
11000000.10101000.00000001.11 000000（有效IP 62个）

规律：
因借n个位，会得到2^n个子网；
则剩余位数为N，有效地址则为2^N-2。（主机部分全“0”或全“1”不可用）
PS：网络地址与广播地址：
子网段主机部分都为“0”时，为网络地址；都为“1”时，为广播地址。
例：网段IP：11000000.10101000.00000001.0 xxxxxxx
网络地址为——11000000.10101000.00000001.0 0000000（不可用）
广播地址为——11000000.10101000.00000001.0 1111111（不可用）

∴ 子网数=2^n。（n为子网部分位数）
主机数=2^N-2。（N为主机部分位数，）

依次类推：
/25；/26；/27；/28；/29；/30。（一般不会有/31和/32）

C类地址划分：
（参考子网划分笔记）
子网数=2^n。（n为子网部分位数）
主机数=2^N-2。（N为主机部分位数）

掩码的规律：
借1位：
IP： 192.168.1.0/25 11000000.10101000.00000001.0 0000000
借来的“0”变为“1”： 11000000.10101000.00000001.1 0000000
因为，此“1”所在位为“128”
所以，子网掩码为： 255.255.255.128

借2位：
IP： 192.168.1.0/26 11000000.10101000.00000001.00 000000
借来的“0”变为“1”： 11000000.10101000.00000001.11 000000
因为，此“1”所在位为“128”，第二个“1”所在位为“64”
所以，子网掩码为： 255.255.255. 192 （128+64）

依次类推：
/25——255.255.255.128
/26——255.255.255. 192
/27——255.255.255. 224
/28——255.255.255. 240
/29——255.255.255. 248
/30——255.255.255. 252

不平均划分子网——从子网里再划分一段网段出来。

IP： 192.168.1.0 11000000.10101000.00000001.00000000

借1位：192.168.1.0/25 11000000.10101000.00000001.0 0000000
网段： 11000000.10101000.00000001.0 0000000（有效IP 126个）
11000000.10101000.00000001.1 0000000（有效IP 126个）

再把 192.168.1.0/25 的11000000.10101000.00000001.1 0000000划成2个网段。

网段：192.168.1.0/26 11000000.10101000.00000001.10 000000（有效IP 62个）
192.168.1.0/26 11000000.10101000.00000001.11 000000（有效IP 62个）

所以，现在有3个网段（1个/25；2个/26）：
11000000.10101000.00000001.0 0000000（有效IP 126个）
11000000.10101000.00000001.10 000000（有效IP 62个）
11000000.10101000.00000001.11 000000（有效IP 62个）

由此，可以灵活应用，再进行划分——该方法就称为不平均划分子网。

B类地址划分：
B类地址的子网划分和C类相似，只是划分子网再不同的8个比特位。

例：
IP 172.16.0.0/16 10101100.00010000. 00000000.00000000

 172.16.0.0/17       10101100.00010000.0  0000000.00000000（借一位）

网段： 10101100. .00010000.0 0000000.00000000
10101100. .00010000.1 0000000.00000000

得到： 172.16.0.0
172.16.128.0

子网2个；
每个子网(2^15)-2=32766 个有效地址。

第一组网络地址：172.16.0.0；
广播地址：172.16.127.255 ——变化在于第三个地址位127。

第二组网络地址：172.16.128.0
广播地址： 172.16.255.255

原理同C类一致，变化在于第三个地址位。

IP地址汇总：

将多个网段汇总成一个网段，网段必须相同。 /24和/24的汇总。

例：
将172.16.0.0/24；172.16.1.0/24；172.16.2.0/24；172.16.3.0/24；172.16.4.0/24；172.16.5.0/24；172.16.6.0/24；172.16.7.0/24；汇总为一个网段。

172.16.0.0/24；    10101100.00010000.00000 000.00000000
172.16.1.0/24；   10101100.00010000.00000 001.00000000
172.16.2.0/24；   10101100.00010000.00000 010.00000000
172.16.3.0/24；   10101100.00010000.00000 011.00000000
172.16.4.0/24；   10101100.00010000.00000 100.00000000
172.16.5.0/24；   10101100.00010000.00000 101.00000000
172.16.6.0/24；   10101100.00010000.00000 110.00000000
172.16.7.0/24；   10101100.00010000.00000 111.00000000

此为B类地址，
划分左边相同的21比特位，右边全部填充为0。
则可得到10101100.00010000.00000 000.00000000。
因此，求得汇总网段为：172.16.0.0/21。

其最大位数：172.16.7（4+2+1）.255/21
子网掩码：255.255.248（128+64+32+16+8）.0

在进行抵制汇总的过程中，使用一个子网掩码将多个有类别的网络（有类地址）聚合成单个网络地址称为——超网。（向前借位）比如：/24——>/23。

IP地址规划的原则：
IP地址规划主要遵守4个原则：唯一性，可扩展性，连续性，意实性。

网关：使用每个子网网段的最后一个地址作为网关地址。
例：主机数有45，IP地址分配：10.10.10.1~10.10.10.45 ；把10.10.10.1~10.10.10.62中的10.10.10.62设为网关； 子网掩码：/26。但一般默认会把首位10.10.10.1设为网关，因为方便查看。

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