01、IP地址二進(jìn)制、十進(jìn)制對應(yīng)

IP地址是一個(gè)32位的二進(jìn)制數(shù)，通常被分割為4個(gè)“8位二進(jìn)制數(shù)”（也就是4個(gè)字節(jié)）。IP地址通常用“點(diǎn)分十進(jìn)制”表示成（a.b.c.d）的形式，其中，a,b,c,d都是0~255之間的十進(jìn)制整數(shù)。

例：點(diǎn)分十進(jìn)IP地址（100.4.5.6），實(shí)際上是32位二進(jìn)制數(shù)（01100100.00000100.00000101.00000110）。

我們用的最多而且最熟悉的記數(shù)系統(tǒng)就是十進(jìn)制計(jì)數(shù)系統(tǒng)了。

二進(jìn)制中用0和1表示。有8位二進(jìn)制，從左到右每個(gè)1表示的數(shù)字為

然后每位相加就得到了255。

如果二進(jìn)制的某位為0，則此位對應(yīng)的十進(jìn)制為0。

案例：192.168.1.11對應(yīng)的二進(jìn)制和十進(jìn)制。

02、IP地址分類

IP地址的網(wǎng)絡(luò)部分稱為網(wǎng)絡(luò)地址，網(wǎng)絡(luò)地址用于唯一地標(biāo)識一個(gè)網(wǎng)段，或者若干網(wǎng)段的聚合，同一網(wǎng)段中的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備有同樣的網(wǎng)絡(luò)地址。IP地址的主機(jī)部分稱為主機(jī)地址，主機(jī)地址用于唯一的標(biāo)識同一網(wǎng)段內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（如電腦，筆記本，手機(jī)等網(wǎng)絡(luò)電子設(shè)備）。

例如，A類IP地址：10.110.192.111，網(wǎng)絡(luò)部分地址為10，主機(jī)部分地址為110.192.111。

那么如何區(qū)分IP地址的網(wǎng)絡(luò)地址和主機(jī)地址呢？最初互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)者根據(jù)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模大小規(guī)定了地址類，把IP地址分為A、B、C、D、E五類。

我們經(jīng)常用到的是A、B、C三類地址。IP地址由國際網(wǎng)絡(luò)信息中心組織（International Network Information Center，InterNIC）根據(jù)公司大小進(jìn)行分配。過去通常把A類地址保留給政府機(jī)構(gòu)，B類地址分配給中等規(guī)模的公司，C類地址分配給小單位。

A類IP地址的網(wǎng)絡(luò)地址為第一個(gè)八位數(shù)組，第一個(gè)字節(jié)以“0”開始。因此，A類網(wǎng)絡(luò)地址的有效位數(shù)為8-1=7位，A類地址的第一個(gè)字節(jié)為1~126之間（127留作它用）。例如10.1.1.1、126.2.4.78等為A類地址。A類地址的主機(jī)地址位數(shù)為后面的三個(gè)字節(jié)24位。A類地址的范圍為1.0.0.0~126.255.255.255，每一個(gè)A類網(wǎng)絡(luò)共有224個(gè)A類IP地址。

B類IP地址的網(wǎng)絡(luò)地址為前兩個(gè)八位數(shù)組，第一個(gè)字節(jié)以“10”開始。因此，B類網(wǎng)絡(luò)地址的有效位數(shù)為16-2=14位，B類地址的第一個(gè)字節(jié)為128~191之間。例如128.1.1.1、168.2.4.78等為B類地址。B類地址的主機(jī)地址位數(shù)為后面的二個(gè)字節(jié)16位。B類地址的范圍為128.0.0.0~ 191.255.255.255，每一個(gè)B類網(wǎng)絡(luò)共有216個(gè)B類IP地址。

C類IP地址的網(wǎng)絡(luò)地址為前三個(gè)八位數(shù)組，第一個(gè)字節(jié)以“110”開始。因此，C類網(wǎng)絡(luò)地址的有效位數(shù)為24-3=21位，C類地址的第一個(gè)字節(jié)為192~223之間。

例如192.1.1.1、220.2.4.78等為C類地址。C類地址的主機(jī)地址部分為后面的一個(gè)字節(jié)8位。C類地址的范圍為192.0.0.0~ 223.255.255.255，每一個(gè)C類網(wǎng)絡(luò)共有2的8次方=256個(gè)C類IP地址。

D類IP地址第一個(gè)8位數(shù)組以“1110”開頭，因此，D類地址的第一個(gè)字節(jié)為224~239。D類地址通常作為組播地址。關(guān)于組播地址。

E類IP地址?第一個(gè)字節(jié)為240~255之間，保留用于科學(xué)研究。

在A、B、C類地址中，又劃分了一部分為私有IP地址，另一部分為公有IP地址。由于公有IP地址都是運(yùn)營商在操作，我們主要用到的是私有IP地址。

什么是私有IP地址？

答案：通常在公司內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)使用私有IP地址。私有IP地址是由InterNIC預(yù)留的由各個(gè)企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)自由支配的IP地址。

InterNIC預(yù)留了以下網(wǎng)段作為私有IP地址：

A類地址10.0.0.0~10.255.255.255;

B類地址172.16.0.0~ 172.31.255.255;

C類地址192.168.0.0~192.168.255.255。

使用私有IP地址不能直接訪問Internet。原因很簡單，私有IP地址不能在公網(wǎng)上使用，公網(wǎng)上沒有針對私有地址的路由，會產(chǎn)生地址沖突問題。當(dāng)訪問Internet時(shí)，需要利用網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換（NAT，Network Address Translation）技術(shù)，把私有IP地址轉(zhuǎn)換為Internet可識別的公有IP地址。

使用私有IP地址，不僅減少了企業(yè)用于購買公有IP地址的投資，而且節(jié)省了IP地址資源。但是這并不能完全解決IP地址短缺問題，目前已經(jīng)正式提出了IPv6協(xié)議。IPv6地址有128個(gè)二進(jìn)制位，共約2128個(gè)IP地址，完全可以解決IP地址緊張問題。

特殊IP地址

主機(jī)部分全為“0”的IP地址，稱為網(wǎng)絡(luò)地址，網(wǎng)絡(luò)地址用來標(biāo)識一個(gè)網(wǎng)段。例如，A類地址1.0.0.0，私有地址10.0.0.0, 192.168.1.0。

主機(jī)部分全為“1”的IP地址，稱為網(wǎng)段廣播地址，廣播地址用于標(biāo)識一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的所有主機(jī)。例如，10.255.255.255 , 192.168.1.255等，路由器可以在10.0.0.0或者192.168.1.0等網(wǎng)段轉(zhuǎn)發(fā)廣播包。廣播地址用于向本網(wǎng)段的所有節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)包。

對于網(wǎng)絡(luò)部分為127的IP地址，例如127.0.0.1往往用于環(huán)路測試目的。

全“0”的IP地址0.0.0.0代表所有的主機(jī)，路由器用0.0.0.0地址指定默認(rèn)路由。

全“1”的IP地址255.255.255.255，也是廣播地址，但255.255.255.255代表所有主機(jī)，用于向網(wǎng)絡(luò)的所有節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)包，這樣的廣播不能被路由器轉(zhuǎn)發(fā)。

注意：

每一個(gè)網(wǎng)段會有一些IP地址不能用作主機(jī)IP地址。

B類網(wǎng)段172.16.0.0, 有16個(gè)主機(jī)位,因此有2的16次方個(gè)IP地址，去掉一個(gè)網(wǎng)絡(luò)地址172.16.0.0，一個(gè)廣播地址172.16.255.255不能用作標(biāo)識主機(jī)，那么共有2的16次方-2個(gè)可用地址。

C類網(wǎng)段192.168.1.0，有8個(gè)主機(jī)位，共有2的8次方=256個(gè)IP地址，去掉一個(gè)網(wǎng)絡(luò)地址192.168.1.0，一個(gè)廣播地址192.168.1.255，共有254個(gè)可用主機(jī)地址。

每一個(gè)網(wǎng)段可用主機(jī)地址：假定這個(gè)網(wǎng)段的主機(jī)部分位數(shù)為n，那么可用的主機(jī)地址個(gè)數(shù)為2的n次方-2個(gè)ip地址可以使用。

03、子網(wǎng)掩碼

網(wǎng)絡(luò)設(shè)備使用子網(wǎng)掩碼（subnet masking）決定IP地址中哪部分為網(wǎng)絡(luò)部分，哪部分為主機(jī)部分。

子網(wǎng)掩碼使用與IP地址一樣的格式。子網(wǎng)掩碼的網(wǎng)絡(luò)部分和子網(wǎng)部分全都是1，主機(jī)部分全都是0。

缺省狀態(tài)下，如果沒有進(jìn)行子網(wǎng)劃分，A類網(wǎng)絡(luò)的子網(wǎng)掩碼為255.0.0.0，B類網(wǎng)絡(luò)的子網(wǎng)掩碼為255.255.0.0，C類網(wǎng)絡(luò)子網(wǎng)掩碼為255.255.255.0。利用子網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)地址的使用會更有效。

IP地址對應(yīng)的默認(rèn)的子網(wǎng)掩碼，然后它的網(wǎng)絡(luò)地址計(jì)算出此IP地址的網(wǎng)段。

例如：

192.168.1.100 默認(rèn)子網(wǎng)掩碼：255.255.255.0 ，網(wǎng)段（網(wǎng)絡(luò)地址）：192.168.1.0

子網(wǎng)掩碼另外一種表示方式

案例：

如果子網(wǎng)掩碼默認(rèn)為255.255.255.240。可以通過換算得到網(wǎng)絡(luò)位是/28。

255.255.255.240= /28位。

即192.168.1.7 255.255.255.240 也可以表示為：192.168.1.7/28。

網(wǎng)絡(luò)地址（網(wǎng)段）的計(jì)算

計(jì)算出哪些IP地址，是屬于哪個(gè)網(wǎng)段。

把二進(jìn)制IP地址的和二進(jìn)制的子網(wǎng)掩碼作與運(yùn)算，就可以得到此IP地址的網(wǎng)段（網(wǎng)絡(luò)地址）。

怎么知道有多少個(gè)IP地址可以給電腦、手機(jī)等設(shè)備使用呢？

主機(jī)IP數(shù)量的計(jì)算。每個(gè)網(wǎng)段IP有多少個(gè)，就看主機(jī)位。

主機(jī)數(shù)計(jì)算舉例

可用于主機(jī)的IP地址個(gè)數(shù)是16-2=14個(gè)IP地址。也就是一個(gè)子網(wǎng)掩碼為28位的，每個(gè)子網(wǎng)的可用IP地址個(gè)數(shù)為14個(gè)IP地址，供電腦、手機(jī)等設(shè)備使用。

192.168.1.100/28

可用主機(jī)位IP地址：192.168.1.97~192.168.1.110，這個(gè)地址段的IP地址，都是和192.168.1.100在同一個(gè)網(wǎng)段。

子網(wǎng)數(shù)計(jì)算舉例：

無子網(wǎng)編址：

對于沒有子網(wǎng)的IP地址組織，外部將該組織看作單一網(wǎng)絡(luò)，不需要知道內(nèi)部結(jié)構(gòu)。例如，所有到地址172.16 .X.X的路由被認(rèn)為同一方向，不考慮地址的第三和第四個(gè)8位分組，這種方案的好處是減少路由表的項(xiàng)目。

但這種方案沒法區(qū)分一個(gè)大的網(wǎng)絡(luò)內(nèi)不同的子網(wǎng)網(wǎng)段，這使網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所有主機(jī)都能收到在該大的網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的廣播，會降低網(wǎng)絡(luò)的性能，另外也不利于管理。

比如，一個(gè)B類網(wǎng)可容納65000個(gè)主機(jī)在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)。但是沒有任何一個(gè)單位能夠同時(shí)管理這么多主機(jī)。這就需要一種方法將這種網(wǎng)絡(luò)分為不同的網(wǎng)段。按照各個(gè)子網(wǎng)段進(jìn)行管理。

帶子網(wǎng)編址：

從地址分配的角度來看，子網(wǎng)是網(wǎng)段地址的擴(kuò)充。網(wǎng)絡(luò)管理員根據(jù)組織增長的需要決定子網(wǎng)的大小。

網(wǎng)絡(luò)設(shè)備使用子網(wǎng)掩碼（Subnet Masking）決定IP地址中哪部分為網(wǎng)絡(luò)部分，哪部分為主機(jī)部分。

子網(wǎng)掩碼使用與IP地址一樣的格式。子網(wǎng)掩碼的網(wǎng)絡(luò)部分和子網(wǎng)部分全都是1，主機(jī)部分全都是0。缺省狀態(tài)下，如果沒有進(jìn)行子網(wǎng)劃分，A類網(wǎng)絡(luò)的子網(wǎng)掩碼為255.0.0.0，B類網(wǎng)絡(luò)的子網(wǎng)掩碼為255.255.0.0，C類網(wǎng)絡(luò)子網(wǎng)掩碼為255.255.255.0。利用子網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)地址的使用會更有效。對外 仍為一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，對內(nèi)部而言，則分為不同的子網(wǎng)。

如圖：網(wǎng)絡(luò)172.16.0.0 分為兩個(gè)網(wǎng)段：172.16.4.0、172.16.8.0。

如果公司的財(cái)務(wù)部使用172.16.4.0 子網(wǎng)段；公司的工程部使用 172.16.8.0 子網(wǎng)段。這樣可使路由器根據(jù)目的子網(wǎng)地址進(jìn)行路由，從而限制一個(gè)子網(wǎng)的廣播報(bào)文發(fā)送到其它網(wǎng)段，不對網(wǎng)絡(luò)的效率產(chǎn)生影響。

子網(wǎng)規(guī)劃舉例：

例子：某公司分配到C類地址201.222.5.0。假設(shè)需要20個(gè)子網(wǎng)，每個(gè)子網(wǎng)有5臺主機(jī)，我們該如何劃分？

在這個(gè)例子中，網(wǎng)段地址是一個(gè)C類地址：201.222.5.0。假設(shè)需要20個(gè)子網(wǎng)，其中每個(gè)子網(wǎng)5個(gè)主機(jī)，就要把主機(jī)地址的最后一個(gè)八位組分成子網(wǎng)部分和主機(jī)部分。

子網(wǎng)部分的位數(shù)決定了子網(wǎng)的數(shù)目。在這個(gè)例子中，因?yàn)槭荂類地址，所以子網(wǎng)部分和主機(jī)部分總共是8位，因?yàn)?4<><25,所以子網(wǎng)部分占有5位，最大可提供30（25>

每個(gè)網(wǎng)段分別為：