IPv4地址以及网掩码详解.pdf

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其身正，不令而行；其身不正，虽令不从。——《论语》


IPv4 地址子网掩码详解


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（ ）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（ ），实际上是32 位二进制数
（ ）。

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 : .
其身正，不令而行；其身不正，虽令不从。——《论语》

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： 。

02 、IP 地址分类 : .
其身正，不令而行；其身不正，虽令不从。——《论语》

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： ，网络部分地址为10 ， 。
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
、 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 ~，每一个A 类网络共有224 个 A 类 IP 地址。 : .
其身正，不令而行；其身不正，虽令不从。——《论语》
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。、
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 ~ ，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 、 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 ~ ，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 ~;
B 类地址 ~ ;
C 类地址 ~。 : .
其身正，不令而行；其身不正，虽令不从。——《论语》

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
: .
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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
，私有地址 , 。
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， , 等，
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 往往用于环路测试目的。
全“0”的 IP 地址 ，路由器用 。
全“1”的 IP 地址 ，也是广播地址， 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 , 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
， 不能用作标识主机，那么共有2 的 16 次方-2个可
用地址。
C ，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
，，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。 : .
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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 ，B 类网络的子网掩
码为 ，C 。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：
默认子网掩码： ，网段（网络地址）：

子网掩码另外一种表示方式
案例：
如果子网掩码默认为 。可以通过换算得到网络位是/28 。
= /28 位。
即 也可以表示为：。 : .
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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？ : .
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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
: .
其身正，不令而行；其身不正，虽令不从。——《论语》
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。

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


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