IP地址与子网掩码

Posted 2020-10-27

目录
一.IP地址的概念与分类
二.子网掩码的概念及其应用
三.子网划分

一.IP地址的概念与分类

• 1.概念
  IP地址可唯一标识 IP 网络中的每台设备 每台主机，（计算机、网络设备、外围设备）必须具有唯 一的地址。
• 2.组成
  IP地址由两部分组成: 网络ID和主机ID。
  网络ID：标识网络 每个网段分配一个网络ID 。
  主机 ID： 标识单个主机 由组织分配给各设备。（计算网络数：2^可变的网络ID
  计算网络主的主机最大数量：2^主机ID位-2）
• 3.分类

• A类地址：
  前8位网络ID,后24位为主机ID
  网络数126
  0xxxxxxx.主机ID.主机ID.主机ID
  网络ID最小值00000001 1
  网络ID最大值01111111 127 但127是回环地址 所以是126
  A类地址的10进制范围是1-126
  2^24-2=16777214

• B类地址：
  前16位网络ID，后16位主机ID
  10xxxxxx.xxxxxxxx.主机ID.主机ID
  网络数：16384
  主机数：2^16-2:65534
  网络ID最小值10000000 128
  网络ID最大值10111111 191
  B类地址的10进制范围是 128-191

• C类地址：
  前24位网络ID，后8位主机ID
  110xxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx.主机ID
  网络数：2^21=2097152
  主机数：2^8-2=254
  网络ID最小值11000000 192
  网络ID最大值11011111 223
  C类地址的10进制范围是 192-223

• D类地址
  用于多播（组播）
  1110xxxx.主机ID.主机ID.主机ID
  网络数：16
  主机数：2^24-2=16777214
  网络ID最小值11100000 224
  网络ID最大值11101111 239
  D类地址的10进制范围是 224-239

• E类地址
  保留位，多用于实验室
  11110xxx.主机ID.主机ID.主机ID
  网络数：8
  主机数：2^24-2=16777214
  网络ID最小值11110000 240
  网络ID最大值11111111 254
  E类地址的10进制范围是 240-254

• 公共IP地址
  A 1.0.0.0 到 9.255.255.255
  11.0.0.0 到126.255.255.255

  B 128.0.0.0 到 127.15.255.255
  172.32.0.0 到 191.255.255.255

  C 192.0.0.0 到 192.167.255.255
  192.169.0.0 到 223.255.255.255

• 私有IP地址
  A 10.0.0.0 到 10.255.255.255
  B 172.16.0.0 到 172.31.255.255
  C 192.168.0.0 到 192.168.255.255

  二.子网掩码的概念及其应用

  1.概念
  子网掩码是一个32位地址，用于屏蔽IP地址的一部分以区别网络和主机，并说明该IP地址是在局域网上，还是在远程网上。由连续不断的1和0组成。其中的8位组成如下图其中1表示网络位，0表示主机位。
  2.用法举例
  1.判断两个IP地址是否在一个网段内
  要想在同一网络，必需做到网络id相同，算法只要把ＩＰ和子网掩码的每位数AND就求出来了。
  例子：两个不同的IP地址201.133.199.100 201.133.188.100子网掩码都为255.255.255.0 判断两个IP地址是否在同一网络。
  首先吧IP和子网掩码都换算成二进制
  IP1 十进制 201.133.199.100
  二进制 11001001.10000101.11000111.01100100
  IP2 十进制 201.133.188.100
  二进制11001001.10000101.10111100.01100100
  子网掩码 十进制 255.255.255.0
  二进制 11111111.11111111.11111111.00000000
  分别AND（对应子网掩码1 数字不变0 数字为0）
  IP1的网络ID为
  二进制 11001001.10000101.11000111.00000000
  十进制 201.133.199.0
  IP2的网络ID为
  二进制 11001001.10000101.10111100.00000000
  十进制 201.133.188.0
  网络ID不同 所以不在同一网络

                  若两个IP地址通过子网掩码求出的网络ID相同则在同一网络。
                  2.计算一个子网能容纳多少个主机。
                      以255.255.255。0为例
                       首先转化成二进制 11111111.11111111.11111111.00000000
                       1表示网络位，不会变 0表示主机位可变
                            每一位只有0和1两种情况 所以有2的8次方次变化。也是就256次但是有两个ＩＰ是不能用的，那就是最后一段不能为0和255，所以这个子网能容纳256-2=254个主机。
                              所以公式为：2^n-2 (n为主机位数)
                  3.计算主机IP地址的范围。
                     IP地址 114.203.188.10 
                                   01110010.11001011.10111100.00001010
                       子网掩码 255.255.240.0
                                   11111111.11111111.11110000.00000000
                       先求出网络ID为114.203.176.0
                          则主机的起始值为 114.203.176.1  
                              主机位最大值为111111111111 12个1
                              十进制为255 .最后一位不能为255 所以最大值为254
                              主机的范围为 114.203.176.1--114.203.191.254

  三.子网划分

  概念：将一个大的网络分割为多个小网络，每个小网络的主机ID变少，网络ID变多，原来的大网络的网络ID向主机ID位借位

  **  公式：**

  1.计算网络数：2^可变的网络ID
  2.计算网络中的主机最大数量：2^主机ID位-2
  3.划分子网的数量=2^网络ID向主机ID借的位数
  例子
  将160.200.0.0 子网掩码为255.255.0.0划分为16个子网
  10100000.11001000.00000000.00000000
  11111111.11111111.00000000.00000000
  借位数为n 2^n=16 n=4
  子网掩码变为
  11111111.11111111.11110000.00000000
  每个子网的主机数
  2^(32-20)=4094
  最小，最大的子网的网络ID
  最小网络ID为
  10100000.11001000.00000000.00000000
  160.200.0.0
  最大网络ID为
  10100000.11001000.00001111.111111
  160.200.255.254
  最大的子网的的IP范围。
  160.200.240.1——160.200.255.254