子网掩码与ip地址的关系

Posted 2020-11-26 pachongshangdexuebi

1、什么是ip地址

       在网络中，所有的设备都会被分配一个地址。这个地址就相当于某条路上的XX号XX室。其中【号】对应的号码是分配了整个子网的，而【室】对应的号码是分配给子网中的计算机的，这就是网络中的地址。【号】对应的号码称为网络号，【室】对应的号码称为主机号，这个地址的整体称为IP地址。通过这个IP地址我们可以找到服务器的位置。

2、IP地址的格式

因为人类依赖十进制，所以这里的IP地址用十进制的方式表示

要让机器识别，还是得转为二进制

(十进制IP地址) 14.145.184.184

(二进制IP地址) 00001110 . 10010001 . 10111000 . 10111000

这种IP方式的表示方法，叫做IPV4，就是通过4*8=32位来表示每个IP地址

这样的话，一共有多少个IP地址呢？

最小地址 00000000 00000000 00000000 00000000 也就是 0.0.0.0

最大地址 11111111 11111111 11111111 11111111 也就是 255.255.255.255

IPV4的方式，最多可以表示 255 * 255 * 255 * 255 = 4228250625 个ip地址 = 40亿，目前已经用完了

3、私有IP

为了解决公网IP地址不足的情况，于是发明了私有IP （Private IP）

比如一个家庭（公司）有几台电脑，每台电脑都拥有 私有IP，它们之间组成一个局域网

这几个私有IP，可以通过某些技术（NAT），共同使用一个公有IP

也就是说，一个公有IP，可以分出很多个很多个私有IP，这样IPV4不足的问题就解决了

私有IP为了更好的管理，分为3种类型

CLASS A：10.0.0.0 ~ 10.255.255.255
CLASS B：172.16.0.0 ~ 172.31.255.255
CLASS C：192.168.0.0 ~ 192.168.255.255

4、IP地址是怎么构成的

寻找IP地址，可以用快递寻找门牌号码类比

每栋楼有楼号，比如4号楼，5号楼等
每栋楼有门牌号，比如101号房，102号房等

IP地址同样有两部分地址组成，分别是"网络地址（网络号）"和“主机地址（主机号）”

不同的分类（A,B,C）划分的"网络号"和“主机号”是不同的，这里有个表

 

只要IP地址的"网络号net_id（紫色)"相同，我们就把这几个IP地址称之为在同一个网段

彼此可以相互访问，比如联机打游戏

当主机号全为0的时候，代表着整栋楼第一个房子，又叫做网络地址 network ip

当主机号全为1的时候，代表着整栋楼最后一个房子，又叫做广播地址broadcast ip

5、子网掩码是啥？有什么作用？

还是用楼房号来打比方好了

在现实中，我们可以这样表示，1号楼201房间
IP地址中，数字都是连在一起的，10101010.10101010.10101010.00000001
我们怎么知道哪部分是楼号？哪部分是房间号呢？怎样划分呢？

答案是通过——Netmask 子网掩码

掩码的意思，就是把一部分的代码掩盖住,同时露出另一部分代码

子网掩码，是为了掩盖住“网络号net_id”，暴露出“主机号host_id”

用1表示掩盖
用0表示暴露

以这个为例，IP地址写法：10.10.10.1/24 10.10.10.1/25

24说明了子网掩码遮住了24位，也说明了这个IP的“网络号net_id”是24位，网段占了24位

25说明了子网掩码遮住了25位，也说明了这个IP的“网络号net_id”是25位，网段占了25位

因为10.10.10.1/24 和 10.10.10.1/25的“网络号”不同，网段不同

而网络地址（第一个IP地址），通过IP地址（二进制）和子网掩码（二进制）进行与操作得出

10.10.10.1/24中的10.10.10.1二进制为10101010.10101010.10101010.00000001
10.10.10.1/24中的子网掩码为11111111 11111111 11111111 00000000
所以10.10.10.1/24中的网络地址为 10101010.10101010.10101010.00000000,即10.10.10.0
10.10.10.1/24中的广播地址为 10101010.10101010.10101010.11111111,即10.10.10.255
所以这个网段里，能分配给主机使用的一共有254个IP地址,从10.10.10.1~10.10.10.254

10.10.10.1/25中的10.10.10.1二进制为10101010.10101010.10101010.00000001
10.10.10.1/25中的子网掩码为11111111 11111111 11111111 10000000
所以10.10.10.1/25中的网络地址为 10101010.10101010.10101010.00000000,即10.10.10.0
10.10.10.1/25中的广播地址为10101010.10101010.10101010.01111111，即10.10.10.127
（在网络地址变广播地址的时候，因为子网掩码掩盖了25位，所以只能最后27位变成1）
所以在这个网段能，能分配给主机使用的一共有126个地址，从10.10.10.1~10.10.10.126

10.10.10.1/24 和 10.10.10.1/25

一个是子网掩码为24的10.10.10.1的IP地址

一个是子网掩码为25的10.10.10.1的IP地址

表面上两个IP地址是一样的，但因为子网掩码的不同，导致网段的不同

好比一号楼有201号房间，二号楼也有201房间，但这两个房间，不是同一个房间

10.10.10.1/24 和 10.10.10.1/25也是两个IP地址

 

以上内容摘自知乎

作者：知乎用户
链接：https://www.zhihu.com/question/29723388/answer/66737890
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