干货分享-IPv4地址相关知识总结

一、IPv4基本概念：

是32位二进制，2^32=4294967296    大约42亿个地址，是为了人类识别与计算方便，采用点分十进制的表示方式。

一个完整的IP地址包含IP地址和网络掩码（均为32位二进制，使用点分十进制表示）

子网掩码：

子网掩码(subnet mask)又叫网络掩码、地址掩码、子网络遮罩，它是一种用来指明一个IP地址的哪些位标识的是主机所在的子网，以及哪些位标识的是主机的位掩码。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。子网掩码是一个32位地址，用于屏蔽IP地址的一部分以区别网络标识和主机标识，并说明该IP地址是在局域网上，还是在广域网上。

子网掩码是由连续的1开头，再接连续的0。1代表网络位，0代表主机位。

eg：

11000000 10101000 00000001 00000001 –IP

11111111 11000000 00000000 00000000   –网络掩码

IP地址：    192.168.1.1

网络掩码： 255.192.0.0         简写为：192.168.1.1/10

分为网络位和主机位（网络位标识所在网段（就是网络范围），主机位唯一标识某主机）

洪范范围=广播域=网络范围

IPV6地址：128位二进制     大约有2^128个地址（地球上的每一颗沙子都可以拿到一个可用地址）

二、IPv4地址分类：

1、按照主类方式划分：分为ABCDE 五类，主类网。在默认情况下通过第一个8位就可以辨别类别

以下“X”代表0或1均可以，无所谓。

A: 0 XXXXXXX       0-127

B: 10 XXXXXX    128-191

C: 110 XXXXX    192-223

D: 1110 XXXX     224-239

E: 1111 XXXX      240-255

2、按照IP地址特性：

单播地址（A.B.C类） &  组播地址(D类)  &  科研地址(E类)

单播地址：可以作为源/目地址。

组播地址：只可以作为目标IP地址。

单播：一对一（微信私聊）

组播：一对多（微信群聊）

广播：一对所有（微信朋友圈）

3、在单播地址中还存在私有地址和公有地址分类：

公有地址：（1）全球唯一性  （2）需要付费使用

私有地址：（1）本地唯一性  （2）无需付费使用

A：前8位为网络位  后24位为主机位     2^24-2  个可用地址

B：  16                       16                       2^16-2

C：  24                        8                        2^8-2

A：10.0.0.0/8

 

B：172.16.0.0/16-172.31.0.0/16

C：192.168.0.0/24-192.168.255.0/24

4、特殊ip地址：

（1）0.0.0.0/0 代表无效地址/缺省地址

（2）255.255.255.255 受限/全局广播地址，当自己没有网络范围且不知道自己在哪儿时，就会去发一个广播。

（3）127.0.0.1/8 本地环回地址，作用：测试本机TCP/IP协议栈工作是否正常。此地址被微软购买，自己做了一个本地环回。

（4）192.168.1.00000000/24 代表本网段内所有主机—主机位全0，代表的是一类特殊地址。eg：172.16.45.0/24

（5）192.168.1.11111111/24 代表本网段内的广播地址—主机位全1，代表的是一类特殊地址。eg：172.16.45.255/24

（6）169.254.0.0/16  本地私有地址，当主机通过自动获取地址方式未拿到地址时，主机会自动分配此类地址。

三、VLSM 可变长子网掩码（子网划分）：

是指将一个大网络划分为一些小网络。

原理：从主机位借位作为网络位，借的主机位成为子网位

A：网络位/8

B：网络位/16

C：网络位/24

eg：

172.16.1.0/16

网络位             子网位         主机位

10101100   00010000   000     00001   00000000  —-IP

000                                    –172.16.0.0/19

001                                    –172.16.32.0/19

010                                    –172.16.64.0/19

011                                     –172.16.96.0/19

100                                     –172.16.128.0/19

101                                     –172.16.160.0/19

110                                      –172.16.192.0/19

111                                      –172.16.224.0/19

 

练练手：

172.16.0.0/22     要求：划分7个网络范围，分别写出网络范围和可用IP地址范围。

可用IP地址数量=2^主机位数-2

解：

172.16.000000  00.0  0000000/22    —>/25

172.16.000000  00 0  0000000/25—172.16.0.0/25        0.1–0.126

172.16.000000  00 1  0000000/25—172.16.0.128/25    0.129–0.254

172.16.000000  01 0  0000000/25—172.16.1.0/25        1.1–1.126

172.16.000000  01 1  0000000/25—172.16.1.128/25    1.129–1.254

172.16.000000  10 0  0000000/25—172.16.2.0/25         2.1–2.126

172.16.000000  10 1  0000000/25—172.16.2.128/25     2.129–2.254

172.16.000000  11 0  0000000/25—172.16.3.0/25          3.1–3.126

172.16.000000  11 1  0000000/25—172.16.3.128/25      3.129–3.254

所以/25的子网掩码为：255.255.255.128

子网划分的极限：就是掩码为/30的

192.168.1.000000 00/30   可用地址：1.1-1.2      1.3为它的广播地址

/30的下一个网络范围是：192.168.1.4/30（其实并不是地址，因为主机位全0）

四、子网汇总

是指将一些小网络汇聚成一个大网络。即将多个连续性子网，可以使用汇总的方式合并成一个大的网络范围。

汇总方式：取相同位，去不同位！

连续性子网：

1）母网相同

2）网络掩码相同

 

eg：

172.16.000 00001.0/24

172.16.000 00010.0/24

172.16.000 01111.0/24

172.16.000 11000.0/24

汇总后:推荐172.16.0.0/19（精确汇总）    也可以是小于/19，比如/16一定包含上述地址（不精确汇总）。

五、两个概念

1、超网：汇总后的网络掩码小于主类掩码。

例如：192.168.0.0/19<24

192.168.5.0/24 化成8个网段，写出可用地址范围

192.168.1.1/24

192.168.2.1/24

192.168.0.0/22

192.168.0.0/24

22<24    超网

2、CIDR（无类域间路由）：汇总后的网络掩码大于主类掩码。

例如：172.16.0.0/19>16

172.16.1.1/24

172.16.2.1/24

172.16.0.0/22

172.16.0.0/16

22>16   cidr无类域间路由

六、子网划分技巧汇总：

1.你所选择的子网掩码将会产生多少个子网?

2的x次方（x代表掩码位,即2进制为1的部分）

2.每个子网能有多少主机?

2的y次方-2 (y代表主机位，即2进制为0的部分）

3.有效子网是?

有效子网号=256-10进制的子网掩码（结果叫做block size或base number)

4.每个子网的广播地址是?

广播地址=下个子网号-1

5.每个子网的有效主机分别是?

忽略子网内全为0和全为1的地址剩下的就是有效主机地址.最后有效1个主机地址=下个子网号-2（即广播地址-1）

根据上述捷径划分子网的具体实例：

C类地址例子：网络地址192.168.10.0;子网掩码255.255.255.192(/26）

1.子网数=2*2=4

2.主机数=2的6次方-2=62

3.有效子网?

block size=256-192=64；所以第一个子网为192.168.10.0，第二个为192.168.10.64，第三个为192.168.10.128，第四个为192.168.10.192

4.广播地址：下个子网-1.所以4个子网的广播地址分别是192.168.10.63、192.168.10.127和192.168.10.191、192.168.10.255

5.有效主机范围是：第一个子网的主机地址是192.168.10.1-192.168.10.62；第二个是192.168.10.65-192.168.10.126；第三个192.168.10.129-192.168.10.190；第四个是192.168.10.193-192.168.10.254

B类地址例子1：网络地址：172.16.0.0；子网掩码255.255.192.0(/18）

1.子网数=2*2=4

2.主机数=2的14次方-2=16382

3.有效子网?

block size=256-192=64；所以第一个子网为172.16.0.0，第二个为172.16.64.0，第三个为172.16.128.0，第四个为172.16.192.0

4.广播地址：下个子网-1.所以4个子网的广播地址分别是172.16.63.255、172.16.127.255，172.16.191.255，172.16.255.255

5.有效主机范围是：第一个子网的主机地址是172.16.0.1到172.16.63.254；第二个是172.16.64.1到172.16.127.254；第三个是172.16.128.1到172.16.191.254；第四个是172.16.128.1到172.16.255.254

B类地址例子2：网络地址：172.16.0.0；子网掩码255.255.255.224(/27）

1.子网数=2的11次方=2048（因为B类地址默认掩码是255.255.0.0，所以网络位为8+3=11）

2.主机数=2的5次方-2=30

3.有效子网?

block size=256-224=32；所以第一个子网为172.16.0.0，第二个子网为172.16.0.32 最后1个为172.16.255.224

 

4.广播地址：下个子网-1.所以第一个子网、第二个子网和最后1个子网的广播地址分别是172.16.0.31、172.16.0.63和172.16.255.255

5.有效主机范围是：第一个子网的主机地址是172.16.0.1到172.16.0.30；第二个子网的主机地址是172.16.0.33到172.16.0.62；最后1个是172.16.255.193到172.16.255.254

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