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第4章 IP地址分类及子网掩码

1.IP地址格式​

我们现在所说的IP地址大多是指IPv4地址

IPv4地址是总共32位的二进制数，以8位为一组的表示方法，如下：

11000000.10101000.00000001.00000001

但是这么记忆是在很反人类，所以操作系统层面我们一般会转换成点分十进制的表示方法：

点分二进制11000000101010000000000100000001
点分十进制19216811

2.进制之间转换​

非常简单的记忆方法，因为每一组IP只有8位二进制，所以只需要计算出8位二进制对应的十进制就可以轻松的计算了。

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二进制        十进制

1000 0000  2的7次方=128

0100 0000  2的6次方=64

0010 0000  2的5次方=32

0001 0000  2的4次方=16

0000 1000  2的3次方=8

0000 0100  2的2次方=4

0000 0010  2的1次方=2

0000 0001  2的0次方=1

举例1：二进制1110 1011转换为十进制

128+64+32+8+2+1=235

举例2: 二进制1101 0101转换为十进制

128+64+16+4+1=213

3.IP地址的分类​

因为IP地址是以8位一组，所以每一组最大就是1111 1111即十进制的255.

但是如果大家都随便使用任意的IP地址的话就会造成很混乱，所以需要对IP地址进规划和管理。

大体上分为了A/B/C三类，那么如何区分A类B类和C类地址呢？这里每个IP地址都划分了网络号和主机号。

网络号用来区分属于什么类的IP地址，主机号表示这个这类地址一共有多少主机可用。

IP地址分类

IP地址分类表格：

地址分类可用网络个数可用主机数可用地址范围
A类12616,777,2141.0.0.0 - 126.255.255.255
B类16,38465,534128.0.0.0 - 191.255.255.255
C类2,097,152254192.0.0.0 - 223.255.255.255

4.私有IP地址​

虽然对IP地址进行了划分，但是远远不够全球互联网计算机的使用，所有保留了一些私有地址，这些地址可以所有人自由使用。

A 类私网地址： 10.0.0.0 ～ 10.255.255.255

B 类私网地址： 172.16.0.0 ～ 172.31.255.255

C 类私网地址： 192.168.0.0 ～ 192.168.255.255

整理成表格：

地址分类可用网络数可用主机数第一个可用主机地址最后一个可用主机地址广播地址可用地址范围
A116,777,21410.0.0.110.255.255.25410.255.255.25510.0.0.0 - 10.255.255.255
B1665,534172.16.0.1172.31.255.254172.31.255.255172.16.0.0 - 172.31.255.255
C256254192.168.0.1192.168.255.254192.168.255.255192.168.0.0 - 192.168.255.255

5.子网掩码​

简单来说，子网掩码就是用来定义网络号的，通过IP地址与子网掩码进行AND运算

如果都为1，则为1，否则都为0

A类地址默认子网掩码：255.0.0.0

B类地址默认子网掩码：255.255.0.0

C类地址默认子网掩码：255.255.255.0

6.特殊的IP地址​

IP地址中包含一些具有特殊含义的地址，它们不用于标识特定的网络接口或主机，而是服务于特定的网络功能或配置情况。以下是一些重要的特殊IP地址及其含义：

  1. 0.0.0.0
    • 特殊含义：通常表示无效的或未指定的IP地址。在路由表中，它可能代表默认路由，即当没有其他特定路由匹配时的数据包去向。
  2. 255.255.255.255
    • 特殊含义：受限广播地址，用于在同一广播域内的所有主机。它不能被路由器转发。
  3. 127.0.0.1
    • 特殊含义：环回地址（Loopback Address），用于本机测试。向这个地址发送数据会直接返回到发送方，不会出现在网络上。
  4. 224.0.0.1 至 239.255.255.255
    • 特殊含义：组播地址范围，用于一对多的通信。其中，224.0.0.1特指所有主机，224.0.0.2特指所有路由器。
  5. 169.254.x.x（x代表0-255之间的任意数字）
    • 特殊含义：APIPA（Automatic Private IP Addressing，自动私有IP地址分配）范围，当DHCP服务器不可用时，某些操作系统会自动分配这类地址。
  6. 10.0.0.0 至 10.255.255.255, 172.16.0.0 至 172.31.255.255, 192.168.0.0 至 192.168.255.255
    • 特殊含义：私有IP地址范围，用于内部网络，不直接在公网上路由。

这些特殊地址在TCP/IP协议栈中扮演着重要角色，对于网络管理、诊断和通信机制至关重要。

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