IP 地址与子网掩码

墨语清言
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IP地址（Internet Protocol Address）是指互联网协议地址，又译为网际协议地址。

IP地址是IP协议提供的一种统一的地址格式，它为互联网上的每一个网络和每一台主机分配一个逻辑地址，以此来屏蔽物理地址的差异。

  • IP地址在网络中用于标识一个节点（或者网络设备的接口）
  • IP地址用于IP报文在网络中的寻址时使用

1.地址协议

  • ipv4 ：目前主流的协议
  • ipv6 ：fe80::fe7:ca03:81f:2887 2 128

IANA(The Internet Assigned Numbers Authority，互联网数字分配机构是INTERNET域名系统的最高权威机构，)是负责协调一些使Internet正常运作的机构。同时，由于Internet已经成为一个全球范围的不受集权控制的全球网络，为了使网络在全球范围内协调，存在对互联网一些关键的部分达成技术共识的需要，而这就是IANA的任务。

2.IP地址组成（表示）

  • 一个IPv4地址有32 bit 2进制 4字节 1字节=8bit电流
  • IPv4地址通常采用“点分十进制”表示

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公网----------全球可达 无论我在地球上的何处 全球唯一

私网---------全球不可达 公司内网 局域网

## 3. IP地址的构成

网络部分：用来标识一个网络。代表IP地址所属网络，处于高位

主机部分：用来区分一个网络内的不同主机，能唯一标识网段上的某台设备，处于低位

image-20220107014321663.png image-20220106140124998.png

网络掩码：区分一个IP地址中的网络部分及主机部分

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## 4. IP地址分类 (有类编址)

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image-20220501234702190.png 所谓的同一网段就是 网络位一模一样 才叫在同一网段，否则不是在同一网段

相关公式：

一个网络的所有可用的的主机数＝2^主机ID位数-2

网络（段）数=2^网络ID中可变的位数

网络ID=IP与netmask

与运算（约等于乘法）

4.1 A类：

0 0000000 - 0 1111111.X.Y.Z : 0-127.X.Y.Z

网络ID位是最高8位,主机ID是24位低位

网络数：126=2^7(可变是的网络ID位数

每个网络中的主机数：2^24-2=16777214

默认子网掩码：255.0.0.0

私网地址：10.0.0.0

4.2 B类：

10 000000 - 10 111111.X.Y.Z：128-191.X.Y.Z

网络ID位是最高16位,主机ID是16位低位

网络数：2^14=16384

每个网络中的主机数：2^16-2=65534

默认子网掩码：255.255.0.0

私网地址：172.16.0.0-172.31.0.0

4.3 C类：

110 0 0000 - 110 1 1111.X.Y.Z: 192-223.X.Y.Z

网络ID位是最高24位,主机ID是8位低位

网络数：2^21=2097152

每个网络中的主机数：2^8-2=254

默认子网掩码：255.255.255.0

私网地址：192.168.0.0-192.168.255.0

4.4公共和私有IP地址

私有IP地址：不直接用于互联网，通常在局域网中使用

image-20220502000140678.png 公共IP地址：互联网上设备拥有的唯一地址

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4.5 特殊地址

  • 0.0.0.0
    0.0.0.0不是一个真正意义上的IP地址。它表示所有不清楚的主机和目的网络（代表任意地址）

  • 255.255.255.25
    广播地址。对本机来说，这个地址指本网段内(同一广播域)的所有主机

  • 127.0.0.1～127.255.255.254
    本机回环地址，主要用于测试。在传输介质上永远不应该出现目的地址为“127.0.0.1”的 数据包

  • 224.0.0.0到239.255.255.255
    组播地址，224.0.0.1特指所有主机，224.0.0.2特指所有路由器。224.0.0.5指OSPF 路由器，地址多用于一些特定的程序以及多媒体程序

  • 169.254.x.x
    如果Windows主机使用了DHCP自动分配IP地址，而又无法从DHCP服务器获取地址，系统会为主机这样分配

5.子网掩码

CIDR：无类域间路由，目前的网络已不再按A，B，C类划分网段，可以任意指定网段的范围

CIDR 无类域间路由表示法：IP/网络ID位数，如：172.16.0.100/16

netmask子网掩码：32位或128位（IPv6）的数字，和IP成对使用，用来确认IP地址中的网络ID和主机ID，对应网络ID的位为1，对应主机ID的位为0,范例:255.255.255.0 ，表现为连续的高位为1，连续的低位为0

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相关公式：

一个网络的最多的主机数＝2^主机ID位数-2
网络（段）数=2^网络ID中可变的位数
网络ID=IP与netmask

判断对方主机是否在同一个网段：

用自已的子网掩码分别和自已的IP及对方的IP相与，比较结果，相同则同一网络，不同则不同网段

6.子网划分

划分子网：将一个大网（主机数多，主机id多）分割成多个小网，网络id向主机id借位，将划分成2^n个子网

1、确定掩码当中0有多少bit（n）

2、IP总数为2^n

3、可用IP地址数量2^n-2-------主机位全0，主机位全1
公网地址------------全球可达的地址（IANA组织）
私网地址------------不是全球可达的地址

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