计算机网络——IP篇
前置知识
bit & Byte
bit (比特)
缩写：b； 二进制数字系统中的最小数据单位，单词由 二进制(binary) + 数字(digital)构成， 代表一个二进制数位，即0或1，其厉害之处 就在于将生活中的'二元对立' 转换为0和1 的数字符号。如【True false】、【黑 白】、【开 关】。
Byte (字节)
缩写：B； 是计算机存储和处理信息的标准单位、 换算：1B =8b (比如说0001 0001 就是1B) 通常：一个字符（如字母或数字）通常占用一个字节的空间。
既然8位2进制数等于1字节，那么下面的单位换算就很好理解了
| 二进制 | 换算方式 | 十进制 |
|---|---|---|
| 0000 0001 | 1 | |
| 0000 0010 | 2 | |
| 0000 0100 | 4 | |
| 0000 1000 | 8 | |
| 0001 0000 | 16 | |
| 0010 0000 | 32 | |
| 0100 0000 | 64 | |
| 1000 0000 | 128 | |
| 1111 1111 | 255 |
常见的数字对照：
192=1100 0000
168=1010 1000
127=0111 1111
IPv4
概述
常见的192.168.1.1 由4个字节组成，它由网络号(net-ip)和主机号(host-ip)两个字段组成，这样的IP地址是两级IP地址。结构如下
| net-ip | host-ip |
|---|
IP地址的分类
A类ip
最高位为0，所以最大可用地址段数量为127，但由于全0和全1的用作特殊用途，实际可指派的第一个字段范围是1~126。
子网掩码：默认掩码是255.0.0.0
不难看出，每个网络中，主机地址共24个0,表示该网段有
IP地址空间共有
A类地址适用于有大量主机（个人用户）而局域网络个数较少的大型网络。如，IBM公司的网络。
B类ip
一个B类IP地址由2个字节的网络地址和2个字节的主机地址组成，网络地址的最高位必须是“10”，即第一段数字范围为128～191。
从 128.0.0.0 到 191.255.255.255 的单址广播 IP 地址。前两个八位二进制指明网络，后两个八位二进制指明网络上的主机。
B类地址的私有地址和保留地址
172.16.0.0到172.31.255.255是私有地址
169.254.0.0到169.254.255.255是保留地址。如果你的IP地址是自动获取IP地址，而你在网络上又没有找到可用的DHCP服务器，这时你将会从169.254.0.0到169.254.255.255中临时获得一个IP地址。
子网掩码：默认为255.255.0.0； 65535个网络，每个网络16384个主机地址。
B类地址理论上允许有
C类ip
C类IP地址就由3字节的网络地址和1字节主机地址组成，网络地址的最高位必须是“110”
C类网络地址数量较多，有209万余个网络。适用于小规模的局域网络，每个网络最多只能包含254台计算机。
子网掩码：默认为255.255.255.0
私有地址包括3组，其中C类IP的私有地址范围：192.168.0.0~192.168.255.255。
D类ip
D类地址不分网络地址和主机地址，它的第1个字节的最高位固定是1110。
D类地址用于组播（也称为多播）的地址，无子网掩码。
D类地址范围：224.0.0.0 - 239.255.255.255。
它并不指向特定的网络，这一类地址被用在多点广播（Multicast）中。多点广播地址用来一次寻址一组计算机，它标识共享同一协议的一组计算机。
E类ip
E类地址也不分网络地址和主机地址，它的第1个字节的最高位固定是11110。
E类地址范围：240.0.0.0 - 255.255.255.255。
其中240.0.0.0-255.255.255.254作为保留地址，主要用于Internet试验和开发，255.255.255.255作为广播地址
私有地址
私有地址就是在A、B、 C三类IP地址中保留下来为企业内部网络分配地址时所使用的IP地址。
A: 10.0.0.0~10.255.255.255 即10.0.0.0/8
B: 172.16.0. 0~172.31.255.255即172.16.0.0/12
C: 192.168 .0.0~192.168.255.255即192. 168.0.0/16
另外IP地址还分为全球地址和专用地址。RFC 1918指明的专用地址是:
10.0.0.0~10.255.255.255 (或记为10/8)
172.16.0.0~ 172.31.255.255 (或记为172.16/12)
192.168.0.0~192.168.255.255 (或记为192.168/16)
特殊IP地址
特殊的无法使用的ip：
0.0.0.0 --------任意网段
255.255.255.255---广播地址
127.0.0.0-127.255.255.255 ------内部回环地址（测试本机是否正常 ip协议是否正常） 127.0.0.1
169.254.x.x dhcp动态（微软保留地址）
每个网段中主机位全0的IP----网段（192.168.10.0/24 ）
每个网段中主机位全1的IP-----广播 192.168.10.255/24 1、主机ID全为0：特指某个网段，比如：192.168.10.0 255.255.255.0，指192.168.10.0网段。
2、主机ID全为1：特指该网段的全部主机，比如：192.168.10.255，如果你的计算机发送数据包使用主机ID全是1的IP地址，数据链层地址用广播地址FF-FF-FF-FF-FF-FF。
3、127.0.0.1：是本地环回地址，指本机地址，一般用来测试使用。回送地址(127.x.x.x)是本机回送地址(Loopback Address)，即主机IP堆栈内部的IP地址。
4、169.254.0.0：169.254.0.0-169.254.255.255实际上是自动私有IP地址。
5、0.0.0.0：如果计算机的IP地址和网络中的其他计算机地址冲突，使用ipconfig命令看到的就是0.0.0.0，子网掩码也是0.0.0.0。
IP子网划分
在大型网络中，为了提高网络管理的效率和安全性，通常会进行子网划分。子网划分意味着将一个较大的网络划分为多个较小的子网。这通过增加子网掩码中的“1”的数量来实现，从而减少了网络地址的长度，因为网络部分变得更具体了。
假设IP为192.160.4.1，子网掩码255.255.255.0，则网络ID为192.160.4.0,主机ID为0.0.0.1。
计算机网络ID的不同，则说明他们不在同一个物理子网内，需通过路由器转发才能进行数据交换。
每类地址具有默认的子网掩码:对于A类为255.0.0.0，对于B类为255.255.0.0，对于C类为255.255.255.0。
除了使用上述的表示方法之外，还有使用子网掩码中"1"的位数来表示的，在默认情况下，A类地址为8位，B类地址为16位，C类地址为24位。例如，A类的某个地址为12.10.10.3/8，这里的最后一个"8"说明该地址的子网掩码为8位，而199.42.26.0/28表示网络199.42.26.0的子网掩码位数有28位；
如果希望在一个网络中建立子网，就要在这个默认的子网掩码中加入一些位，它减少了用于主机地址的位数。加入到掩码中的位数决定了可以配置的子网。因而，在一个划分了子网的网络中，每个地址包含一个网络地址、一个子网位数和一个主机地址。
IP子网示例
C类地址例子：网络地址192.168.10.0;子网掩码255.255.255.192(/26）
网络地址是192.开头的，属于C类网络，网络位长度为24位
子网掩码二进制：1111 1111.1111 1111.1111 1111.1100 0000 长度为26位
则：C类地址网络号24位：26位掩码，则子网用2位；剩下6位用于主机；
得到： 子网数=4；主机数 = 62； 有效子网号 = 64
| 序号 | 子网号 |
|---|---|
| 1 | 192.168.10.0 |
| 2 | 192.168.10.64 |
| 3 | 192.168.10.128 |
| 4 | 192.168.10.192 |
| 序号 | 子网广播号（子网-1） |
|---|---|
| 1 | 192.168.10.63 |
| 2 | 192.168.10.127 |
| 3 | 192.168.10.191 |
| 4 | 192.168.10.255 |
| 序号 | 有效主机范围 |
|---|---|
| 1 | 192.168.10.1- 192.168.10.62 |
| 2 | 192.168.10.65- 192.168.10.126 |
| 3 | 192.168.10.129- 192.168.10.190 |
| 4 | 192.168.10.193- 192.168.10.254 |