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IP子网的划分 1.什么是IP地址IP地址是指互联网协议地址，是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地址被用来给互联网上的计算机设置一个编号。我们日常见到的情况是每台联网的计算机上都需要有IP地址，才能正常通信。可以把“个人计算机”比作“一台电话”，那么“IP地址”就相当于“电话号码”，而互联网中的路由器就相当于电信局的“程控式交换机”。2. IP地址的格式和分类IP地址的格式IP地址有两种版本，IPv4和IPv6，它们的格式和长度不同。IPv4和IPv6用于用户标识和Internet上不同设备之间的通信。IPv4是32位的数字地址，用点分隔，IPv6是128位的十六进制地址，用冒号分隔。IPv4：IPv4是Internet Protocol Version 4的缩写，由4个“8位二进制数”、中间用点分隔来表示，如XXXXXXXX.XXXXXXXX.XXXXXXXX.XXXXXXXX，这里X为二进制数字。而人们习惯用十进制来表示，所以又通常用“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。IPv6：IPv6是Internet Protocol Version 6的缩写，是IPv4的下一代，号称可以为全世界的每一粒沙子编上一个网址。IPv4最大的问题在于网络地址资源有限，严重制约了互联网的应用和发展。IPv6的使用，不仅能解决网络地址资源数量的问题，还能解决多种设备接入互联网的障碍。IPv6的地址长度为128bit，是IPv4地址长度的4倍，采用十六进制表示。IPv4的分类1）A类IP地址由1字节的网络地址和3字节主机地址组成（N.H.H.H)，并且网络地址8位中的最高位必须是“0”。A类IP地址的首字节范围是0～127，但0没有任何意义，127.X.X.X表示回环地址，有其特殊性，所以A类IP地址的首字节范围是1～126。2）B类IP地址由2字节的网络地址和2字节主机地址组成(N.N.H.H），网络地址8位中的最高位必须是“10”。所以B类IP地址的首字节范围是128～191。3）C类IP地址由3字节的网络地址和1字节主机地址组成（N.N.N.H），网络地址8位中的最高位必须是“110”。所以C类IP地址的首字节范围是192~223。4）D类IP地址中前四位是二进制“1110”，是组播地址。所以D类IP地址的首字节范围是224～239。5）E类IP地址中前四位是二进制“1111”，是实验用地址。 下面表格中的X表示网络位，Y表示主机位。 IP地址第一个字节第二个字节第三个字节第四个字节 A类IP0XXXXXXXYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYY B类IP10XXXXXXXXXXXXXXYYYYYYYYYYYYYYYY C类IP110XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXYYYYYYYY D类IP1110XXXXYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYY E类IP1111XXXXYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYY 3.IP地址的基本概念1）子网掩码 子网掩码（Subnet Mask）是一种用来指明一个IP地址的哪些位标识的是网络位，哪些位标识的是主机位。通常用1来表示网络位，用0来表示主机位。子网掩码不能单独存在，它必须结合IP地址一起使用。子网掩码只有一个作用，就是将某个IP地址划分成网络地址和主机地址两部分。2）网络地址 网络地址又称为网络标识，指的是IP地址和子网掩码全部都转换成二进制再按位相与得到的地址。简单来说就是，IP地址的网络位不变，主机位全变为0。例如，主机IP地址是192.168.1.9/30，由于其网络位30位，主机位2位，所以把最后一个字节的9转化为二进制“00001001”，其中最后的2位“01”变为全0后，得到它的网络地址是192.168.1.8/30。 3）广播地址广播地址应用于网络内的所有主机，是专门用于同时向网络中所有工作站进行发送的一个地址。简单来说就是，IP地址的网络位不变，主机位全变为1。例如，主机IP地址是192.168.1.9/30，由于其网络位为30位，主机位为2位，所以把最后一个字节的9转化为二进制“00001001”，其中最后的2位“01”变为全1后，得到它的广播地址是192.168.1.11/30。 4）IP地址网段可以容纳的主机数为2^n -2，n为IP地址中主机位的个数，减2是去掉网络地址和广播地址，这两个地址不能分配给主机使用。例如，IP地址是192.168.1.9/30，由于其网络位30位，主机位2位，所以2^n -2，n代入2，得到2^n -2=2，所以该网段只能容纳2台主机。5）公有IP地址和私有IP地址 公有IP地址由国际互联网络信息中心负责分配。私有IP地址属于非注册地址，专门为组织机构内部使用。{card-describe title="目前留有的私有IP地址有："} A类 10.0.0.0~10.255.255.255 B类 172.16.0.0~172.31.255.255 C类 192.168.0.0~192.168.255.255{/card-describe}4.子网的划分传统的IPv4地址分为网络地址和主机地址，是一个两级的IP地址，但在使用时发现IP地址的设计不够合理，表现在：IP地址空间的利用率有时很低；给每一个物理网络分配一个网络号会使路由表变得太大而使网络性能变坏；两级IP地址不够灵活。从1985年起在IP地址中又增加了一个“子网号字段”，使两级的IP地址变成为三级的IP地址。这种做法叫作划分子网。目前划分子网已成为互联网的正式标准协议。1）子网划分的基本思路划分子网纯属一个单位内部的事情，单位对外仍然表现为没有划分子网的网络。从主机号借用若干个位作为子网号，而主机号就相应减少了若干个位。IP地址也就分成三部分：主类网络号、子网号和主机号。 2）子网的个数：2^m（m为主机位借给网络位的个数）目前，大多数设备支持子网位为全0或全1的子网号，所以这里不需要像计算网段容纳的主机数一样减2。子网划分的三大公式如下 主机可用数2^n -2(n为主机号位数) 子网个数2^m(m为子网号位数) m+n+主类网络位=32(32为IPv4地址的总长度) {card-describe title="子网划分详细过程"}192.168.1.0/242m>=5 m=3192.168.1.00000000/27 192.168.1.0/27 192.168.1.1/27 -192.168.1.30/27192.168.1.00100000/27 192.168.1.32/27 192.168.1.33/27 -192.168.1.62/27192.168.1.01000000/27 192.168.1.64/27 192.168.1.65/27 -192.168.1.94/27192.168.1.01100000/27 192.168.1.96/27 192.168.1.97/27 -192.168.1.126/27192.168.1.10000000/27 192.168.1.128/27 192.168.1.129/27 -192.168.1.158/27192.168.1.10100000/27 192.168.1.160/27 192.168.1.161/27 -192.168.1.190/27192.168.1.11000000/27 192.168.1.192/27 192.168.1.193/27 -192.168.1.222/27192.168.1.11100000/27 192.168.1.224/27 192.168.1.225/27 -192.168.1.254/27子网掩码:网络地址有多少位，就有多少个1对应，主机地址有多少位，就有多少个0对应，然后将对应的1或者0转变成十进制数即可。2N>=52 N=6 主机地址6位32-6=26 网络地址26位11111111.11111111.11111111.11000000255.255.255.1922n >=48 n=632-6=2611111111.11111111.11111111.11000000255.255.255.1922n >=32 n=632-6=2611111111.11111111.11111111.11000000255.255.255.1922n >=16 n=532-5=2711111111.11111111.11111111.11100000255.255.255.2242n >=16 n=532-5=2711111111.11111111.11111111.11100000255.255.255.2241.1.1.1/3030-24=611111111.11111111.11111111.11111100255.255.255.2521.1.1.2/3030-24=611111111.11111111.11111111.11111100255.255.255.252{/card-describe}{lamp/}
