IPv4地址、子网掩码、详细讲解（建议收藏）

IPv4地址、子网掩码、详细讲解（建议收藏）IT小技术 2019-06-21 18:09:37

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01、IP地址二进制、十进制对应

IP地址是一个32位的二进制数，通常被分割为4个“8位二进制数”（也就是4个字节）。IP地址通常用“点分十进制”表示成（a.b.c.d）的形式，其中，a,b,c,d都是0~255之间的十进制整数。

例：点分十进IP地址（100.4.5.6），实际上是32位二进制数（01100100.00000100.00000101.00000110）。

我们用的最多而且最熟悉的记数系统就是十进制计数系统了。

二进制中用0和1表示。有8位二进制，从左到右每个1表示的数字为

然后每位相加就得到了255。

如果二进制的某位为0，则此位对应的十进制为0。

案例：192.168.1.11对应的二进制和十进制。

02、IP地址分类

IP地址的网络部分称为网络地址，网络地址用于唯一地标识一个网段，或者若干网段的聚合，同一网段中的网络设备有同样的网络地址。IP地址的主机部分称为主机地址，主机地址用于唯一的标识同一网段内的网络设备（如电脑，笔记本，手机等网络电子设备）。

例如，A类IP地址：10.110.192.111，网络部分地址为10，主机部分地址为110.192.111。

那么如何区分IP地址的网络地址和主机地址呢？最初互联网络设计者根据网络规模大小规定了地址类，把IP地址分为A、B、C、D、E五类。

我们经常用到的是A、B、C三类地址。IP地址由国际网络信息中心组织（International Network Information Center，InterNIC）根据公司大小进行分配。过去通常把A类地址保留给政府机构，B类地址分配给中等规模的公司，C类地址分配给小单位。

A类IP地址的网络地址为第一个八位数组，第一个字节以“0”开始。因此，A类网络地址的有效位数为8-1=7位，A类地址的第一个字节为1~126之间（127留作它用）。例如10.1.1.1、126.2.4.78等为A类地址。A类地址的主机地址位数为后面的三个字节24位。A类地址的范围为1.0.0.0~126.255.255.255，每一个A类网络共有224个A类IP地址。

B类IP地址的网络地址为前两个八位数组，第一个字节以“10”开始。因此，B类网络地址的有效位数为16-2=14位，B类地址的第一个字节为128~191之间。例如128.1.1.1、168.2.4.78等为B类地址。B类地址的主机地址位数为后面的二个字节16位。B类地址的范围为128.0.0.0~ 191.255.255.255，每一个B类网络共有216个B类IP地址。

C类IP地址的网络地址为前三个八位数组，第一个字节以“110”开始。因此，C类网络地址的有效位数为24-3=21位，C类地址的第一个字节为192~223之间。

例如192.1.1.1、220.2.4.78等为C类地址。C类地址的主机地址部分为后面的一个字节8位。C类地址的范围为192.0.0.0~ 223.255.255.255，每一个C类网络共有2的8次方=256个C类IP地址。

D类IP地址第一个8位数组以“1110”开头，因此，D类地址的第一个字节为224~239。D类地址通常作为组播地址。关于组播地址。

E类IP地址 第一个字节为240~255之间，保留用于科学研究。

在A、B、C类地址中，又划分了一部分为私有IP地址，另一部分为公有IP地址。由于公有IP地址都是运营商在操作，我们主要用到的是私有IP地址。

什么是私有IP地址？

答案：通常在公司内部网络使用私有IP地址。私有IP地址是由InterNIC预留的由各个企业内部网自由支配的IP地址。

InterNIC预留了以下网段作为私有IP地址：

A类地址10.0.0.0~10.255.255.255;

B类地址172.16.0.0~ 172.31.255.255;

C类地址192.168.0.0~192.168.255.255。

使用私有IP地址不能直接访问Internet。原因很简单，私有IP地址不能在公网上使用，公网上没有针对私有地址的路由，会产生地址冲突问题。当访问Internet时，需要利用网络地址转换（NAT，Network Address Translation）技术，把私有IP地址转换为Internet可识别的公有IP地址。

使用私有IP地址，不仅减少了企业用于购买公有IP地址的投资，而且节省了IP地址资源。但是这并不能完全解决IP地址短缺问题，目前已经正式提出了IPv6协议。IPv6地址有128个二进制位，共约2128个IP地址，完全可以解决IP地址紧张问题。

特殊IP地址

主机部分全为“0”的IP地址，称为网络地址，网络地址用来标识一个网段。例如，A类地址1.0.0.0，私有地址10.0.0.0, 192.168.1.0。

主机部分全为“1”的IP地址，称为网段广播地址，广播地址用于标识一个网络的所有主机。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等网段转发广播包。广播地址用于向本网段的所有节点发送数据包。

对于网络部分为127的IP地址，例如127.0.0.1往往用于环路测试目的。

全“0”的IP地址0.0.0.0代表所有的主机，路由器用0.0.0.0地址指定默认路由。

全“1”的IP地址255.255.255.255，也是广播地址，但255.255.255.255代表所有主机，用于向网络的所有节点发送数据包，这样的广播不能被路由器转发。

注意：

每一个网段会有一些IP地址不能用作主机IP地址。

B类网段172.16.0.0, 有16个主机位,因此有2的16次方个IP地址，去掉一个网络地址172.16.0.0，一个广播地址172.16.255.255不能用作标识主机，那么共有2的16次方-2个可用地址。

C类网段192.168.1.0，有8个主机位，共有2的8次方=256个IP地址，去掉一个网络地址192.168.1.0，一个广播地址192.168.1.255，共有254个可用主机地址。

每一个网段可用主机地址：假定这个网段的主机部分位数为n，那么可用的主机地址个数为2的n次方-2个ip地址可以使用。

03、子网掩码

网络设备使用子网掩码（subnet masking）决定IP地址中哪部分为网络部分，哪部分为主机部分。

子网掩码使用与IP地址一样的格式。子网掩码的网络部分和子网部分全都是1，主机部分全都是0。

缺省状态下，如果没有进行子网划分，A类网络的子网掩码为255.0.0.0，B类网络的子网掩码为255.255.0.0，C类网络子网掩码为255.255.255.0。利用子网，网络地址的使用会更有效。

IP地址对应的默认的子网掩码，然后它的网络地址计算出此IP地址的网段。

例如：

192.168.1.100 默认子网掩码：255.255.255.0 ，网段（网络地址）：192.168.1.0

子网掩码另外一种表示方式

案例：

如果子网掩码默认为255.255.255.240。可以通过换算得到网络位是/28。

255.255.255.240= /28位。

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

网络地址（网段）的计算

计算出哪些IP地址，是属于哪个网段。

把二进制IP地址的和二进制的子网掩码作与运算，就可以得到此IP地址的网段（网络地址）。

怎么知道有多少个IP地址可以给电脑、手机等设备使用呢？

主机IP数量的计算。每个网段IP有多少个，就看主机位。

主机数计算举例

可用于主机的IP地址个数是16-2=14个IP地址。也就是一个子网掩码为28位的，每个子网的可用IP地址个数为14个IP地址，供电脑、手机等设备使用。

192.168.1.100/28

可用主机位IP地址：192.168.1.97~192.168.1.110，这个地址段的IP地址，都是和192.168.1.100在同一个网段。

子网数计算举例：

无子网编址：

对于没有子网的IP地址组织，外部将该组织看作单一网络，不需要知道内部结构。例如，所有到地址172.16 .X.X的路由被认为同一方向，不考虑地址的第三和第四个8位分组，这种方案的好处是减少路由表的项目。

但这种方案没法区分一个大的网络内不同的子网网段，这使网络内所有主机都能收到在该大的网络内的广播，会降低网络的性能，另外也不利于管理。

比如，一个B类网可容纳65000个主机在网络内。但是没有任何一个单位能够同时管理这么多主机。这就需要一种方法将这种网络分为不同的网段。按照各个子网段进行管理。

带子网编址：

从地址分配的角度来看，子网是网段地址的扩充。网络管理员根据组织增长的需要决定子网的大小。

网络设备使用子网掩码（Subnet Masking）决定IP地址中哪部分为网络部分，哪部分为主机部分。

子网掩码使用与IP地址一样的格式。子网掩码的网络部分和子网部分全都是1，主机部分全都是0。缺省状态下，如果没有进行子网划分，A类网络的子网掩码为255.0.0.0，B类网络的子网掩码为255.255.0.0，C类网络子网掩码为255.255.255.0。利用子网，网络地址的使用会更有效。对外 仍为一个网络，对内部而言，则分为不同的子网。

如图：网络172.16.0.0 分为两个网段：172.16.4.0、172.16.8.0。

如果公司的财务部使用172.16.4.0 子网段；公司的工程部使用 172.16.8.0 子网段。这样可使路由器根据目的子网地址进行路由，从而限制一个子网的广播报文发送到其它网段，不对网络的效率产生影响。

子网规划举例：

例子：某公司分配到C类地址201.222.5.0。假设需要20个子网，每个子网有5台主机，我们该如何划分？

在这个例子中，网段地址是一个C类地址：201.222.5.0。假设需要20个子网，其中每个子网5个主机，就要把主机地址的最后一个八位组分成子网部分和主机部分。

子网部分的位数决定了子网的数目。在这个例子中，因为是C类地址，所以子网部分和主机部分总共是8位，因为24<20<25,所以子网部分占有5位，最大可提供30（25 -2）个子网。剩余3位为主机部分。一共有8个（23）值。主机部分全是0的IP地址，是子网网络地址；主机部分全是1的IP地址是本子网的广播地址。这样就剩余6个主机地址。可以满足需要。

每个网段分别为：

………

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