IP地址分類與子網划分基礎
什么是IP地址：(常見的ip地址版本為ipv4和ipv6)
32位
* 32位二進制數字序列組成的數字序列
點分十進制
* 采用點將32位數字進行分割為4段，每段8位的二進制數，但二進制數不便於記憶，因此轉換為10進制數顯示，即點分十進制
十進制與二進制的轉換
十進制是作為人類方便識別的一種地址表現形式，而二進制是作為計算機方便識別的表現形式
①列出1-20的十進制對照表
提示：根據對照表進行一定的規律總結
提示：根據第二張表的信息進行數據的邏輯總結可以得知
提示：因此可以得知對於點分十進制而言，對應的每個數值即為下圖所示
提示：根據上面說到的將32位數字分為4端，即每段8位數字
通過上圖也可以得知主機地址的初步理解算法
IP地址的類別
根據上面的內容可以得知，IP地址是根據2的次方進行求得的，而轉變思路，也可以利用2的次方進行ip地址類型的表示，即一個IP地址是由2的32次方求得
因此2的32次方的范圍為：0.0.0.0 --->0.0.0.1--->...--->255.255.255.255
但是如果隨着ipv4地址的隨意使用，會使IP地址變的沒有規律的使用，變的凌亂，並且還會造成地址的浪費
因此需要對ipv4地址進行一定的規划管理和控制使用，所以將IP地址的范圍划分為5個類別：
- ABC三類分配給互聯網用戶所使用
- D類型做為組播使用
- E類型作為科學研究使用，進行保留
簡單的說，IP地址分5類，常見的地址是A、B、C類
A 1.0.0.0 到 126.0.0.0 （0.0.0.0 和127.0.0.0保留） B 128.1.0.0 到 191.254.0.0 （128.0.0.0和191.255.0.0保留） C 192.0.1.0 到 223.255.254.0 （192.0.0.0和223.255.255.0保留） D 224.0.0.0 到 239.255.255.255 用於多點廣播 E 240.0.0.0 到 255.255.255.254 保留（255.255.255.255用於廣播）
對於路由器尋址過程中，只關心網絡地址，並不關心主機地址
IP地址分類練習測試
| Address |
class |
Network |
Host |
| 10.2.1.1 |
A |
10.0.0.0 |
2.1.1 |
| 128.63.2.100 |
B |
128.63.0.0 |
2.100 |
| 201.222.5.64 |
|
|
|
| 192.6.141.2 |
|
|
|
| 256.241.201.1 |
|
|
|
特殊地址： 127.0.0.1 ---表示回環地址，進行測試使用，驗證本地的TCP協議簇安裝的是 否正確 0.0.0.0 ---主機位全為0的稱為是網絡地址 255.255.255.255 ---主機位全為1的稱為是廣播地址，即向所有人發出信息
IP地址的另一種分類方式：私網地址，又稱為局域網地址
私網地址：下面的網絡地址段就是分配給專用網絡地址使用的。
10.0.0.0/8 (10.0.0.0 到 10.255.255.255)
172.16.0.0/12 (172.16.0.0 到 172.31.255.255)
192.168.0.0/16 (192.168.0.0 到 192.168.255.255)
169.254.0.0/16 (169.254.0.0 到 169.254.255.255)*
其他地址：用於IDC機房，辦公室場景中ISP給我們分配的外網地址。
說明：
划分私網ip地址的作用主要是避免地址的枯竭，對於一般不同局域網環境中，地址實際是可以重復使用的，不必要仍保持唯一性
就類似於人的身份證和護照的關系一樣
默認私網地址只在本局域網中有效識別，但一旦出局域網到達公網，就沒有任何意思了
因此未解決這種問題，就出現了一個技術NAT，即地址的映射技術
通信類型
單播(點到點) 就是點到點的通訊，例如A-B的通信方式 組播 也是一對多的方式，但是可以根據需要進行接收，如果不想接收可以進行過濾掉 廣播(廣播域) 在一定的范圍內，所有成員都會收到的信息，稱為廣播信息，並且每個成員都要收取，都要進行處理。
IP地址類型的另一種划分：
網絡地址：指代網絡的地址，在網絡的IPv4地址范圍內，最小地址保留為網絡地址， 此地址的主機部分的每個主機位均為0 廣播地址：用於向網絡中的所有主機發送數據的特殊地址。廣播地址使用該網絡范圍內的 最大地址，即主機部分的各比特位全部為1的地址 主機地址：分配給網絡中終端設備的地址
因此總結得知：
①0和255作為主機的地址，是不能進行分配使用的，只有0-255之間的地址可以進行
分配為主機地址使用
②可以引入一個公式:
可以分配的主機地址個數=2的N次方-2
N次方的N表示有多少個主機位，
-2就表示減去網絡地址和廣播地址，剩余的就是可分配的主機地址
子網划分講解
為什么要划分子網？（也就是引入一個子網的概念）
①會出現大量的局域網地址，同時向一個網關發送請求，引起網關設備的負載過高 ②會引起局域網內的大量廣播數據傳送，形成廣播風暴 ③而且會非常的浪費地址空間，有可能只有兩台主機或者一台，就分配一個C類地址 因此綜上所述，就需要進行一個子網的划分
類似於將一個大的網絡切成幾塊，划分成幾個小的局域網絡
①將一個大的廣播域划分成幾個小的廣播域環境
②減少網關設備所承載的負載量
③有效的避免ip地址的浪費，使一個大的地址空間更加彈性和更加靈活的進行分配
通過子網划分(通過子網掩碼進行划分)
可以將一個大的局域網絡進行切割為多個小的局域網，這樣就解決了上面說的兩個問題，而得到的新的局域網絡就稱為子網
划分子網的方式
通過子網掩碼的方式，進行子網的划分，但首先了解一下掩碼的作用，即掩碼的概念即將浮出水面
說明：一個網絡地址是通過網絡位和主機位組成，根據上面的知識可以得知
但如何判定一個主機的網絡地址是多少，一個主機的主機地址是從幾位開始
通過子網掩碼的方式，進行子網的划分，但首先了解一下掩碼的作用，即掩碼的概念即將浮出水面
說明：一個網絡地址是通過網絡位和主機位組成，根據上面的知識可以得知
但如何判定一個主機的網絡地址是多少，一個主機的主機地址是從幾位開始
一個B類地址，分為網絡部分和主機部分兩個部分，對應網絡部分占用了16個bit（即16位）不能被主機使用，因此可以用/16表示網絡地址的子網類型
①掩碼和ip地址一般是成對出現的，因為默認只有IP地址時，是無法確認哪些位是網絡部分，哪些是主機部分的
②默認的網絡類別是根據A B C類定義划分的，即A類掩碼就是/8 B類型掩碼就是/16 C類掩碼就是/24，而有了掩碼，可以打破原有的ABC類，再進行子網的划分
特別說明：掩碼也要和IP地址一樣，換算成二進制數進行表示
掩碼地址的表示方式
掩碼如何進行划分
網絡位向右移動，占用主機位，即向主機位借位，生成新的網絡位
其中/16就表示了子網掩碼所指定的網絡位個數，A類一般是/8 B類一般是/16 C類/24
實質上就是移動網絡位和主機位中間分隔的線，向主機位進行移動，減少主機數量，擴大擁有的子網數量
新的子網的產生，掩碼表示的信息也要進行變化，從而可以更好的表示網絡地址的規划信息
用示例題進行掩碼的說明：
總結：
①判斷ip地址類型，找掩碼
根據上面所學的ip地址分類規划，可以得知默認的掩碼信息
②變更掩碼，出子網
根據默認的掩碼規划信息，將掩碼信息進行調整變更，即進行子網划分
③得出子網號
根據借用的主機位，可以判斷出可用的子網信息
④得出主機段
根據剩余的主機位，可以判斷出可用的主機地址
⑤得出廣播號
得出主機范圍，即也就得出了網絡地址和廣播地址
因此可以得到另一個計算公式的結論
可以划分的子網數=2的N次方
其中N表示借用的主機位個數
學生作答下一題：
192.168.1.0/28 地址對應掩碼地址 主機地址 以及每段子網中的網絡地址和廣播地址
10分鍾作答討論
做法：
①划分子網，根據划分方式諸位進行計算求值，便於理解划分過程，但效率不高
②划分子網，根據掩碼做減法進行求得主機個數，從而進行子網分配，簡單效率高
練習子網的划分，給出結果
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