IP和子网掩码

1.1.1 IP地址概念
  要想使网络设备或者服务器能够连接到Internet，必须为网络设备配置IP地址。在Internet上IP地址是全球唯一的，IP地址可以标识一个主机。
　　目前应用范围最广的是IPv4的IP地址，长为32位，由4组10进制数组成，占用4个字节。每一组的范围值是0~255，中间用点号“.”隔开，称为四组“点分二进制”。
　　除此之外，还有IPv6的IP地址，长为128位，也是由4组10进制数组成，占用16个字节。
1.1.2 IP地址的组成
一个IP地址由IP地址的类型、网络标识和主机标识组成。
其中：
类别：用来区分IP地址的类型
网络标识(Network ID ):用来标识主机所在的网络。
主机标识（Host ID）:用来标识主机在网络中的标识。
＃＃＃1.1.3 IP地址分类
IP地址通常分为5类：A类、B类、C类、D类、E类

A类地址：网络表示占一个字节，最高位为0。A类网络地址有128个，允许支持127个网络，每个A类网络大约有1670万台主机存在。此类地址通常分配给拥有大量主机的网络，如一些大公司（IBM等）和因特网主干网络。
B类地址：B类地址的高两位用于表示这种IP地址的类型，即为10，中间的14位用于标识网络，最后的两个字节16位用作主机标识。B类地址允许有16000个网络，每个网络大约允许有66000台主机。B类地址通常分配给节点比较多的网络，如区域网。
C类地址：C类IP地址是最常见的地址，网络标识占3个字节，3个高位用于地址类型标识，值为110。左边3个字节中的其余21位用于表示网络寻址，最后一个字节用来标识主机，允许有254台主机。C类地址通常分配给节点比较少的网络，例如，一些大的校园网可以拥有多个C类地址。
D类地址：D类地址是相当新的，前4位位1110，此类地址用于组播，例如路由器修改、视频会议等应用系统都采用了组播技术实现。
E类地址：E类地址为保留地址，目前没有使用。

1.1.4 私有IP地址段
  私有地址属于非注册地址，专门为组织机构内部使用，与需要付费才能使用的公网IP地址不同，私有IP地址可以免费使用，但同样的不能直接访问公网，当私有网络内的主机要与位于公网上的主机进行通讯时必须经过地址转换，将其私有地址转换为合法公网地址才能对外访问。

网络类型
IP地址范围

A类地址
10.0.0.0~10.255.255.255

B类地址
172.16.0.0~172.31.255.255

C类地址
192.168.0.0~192.168.255.255

1.1.5 特殊IP地址

特殊地址
说明

0.0.0.0
是一个集合，表示所有不清楚的主机和目的网络

255.255.255.255
限制广播地址，指本网段内(同一广播域)的所有主机

127.0.0.1
本机回路地址，该地址的数据包不会在网络上传输

224.0.0.1
组播地址，这样的地址多用于一些特定的程序以及多媒体程序

169.254.x.x
内置DHCP服务器分配的无效的IP地址

1.2 子网掩码
1.2.1 子网掩码简介
子网掩码指的是一个32位字段的数值，利用此字段来屏蔽原来网络地址的划分情况。
1.2.2 子网掩码的含义
  网络的子网掩码设置主要用来屏蔽原来的网络划分情况。使用子网掩码，网络设备可以分析得出一个IP地址的网络地址和子网地址，以及主机地址。网络的路由器根据目的地址的网络号和子网号可以做出路由寻址决策，IP地址的主机ID不参与路由器的路由寻址操作，它用于在某个网段中识别一个网络设备。子网掩码使用与IP相同的“点分四段式”的编址格式，其中值为0的部分对应于IP地址的主机ID部分，值为1的部分对应于IP地址的网络地址部分。
1.2.3 三类地址网络的子网掩码地址

网络类别
子网掩码地址

A类地址网络
255.0.0.0

B类地址网络
255.255.0.0

C类地址网络
255.255.255.0

1.2.4 子网掩码的主要作用

便于网路设备的尽快寻址，区分本网段地址和非本段的地址。
划分子网，进一步缩小子网的地址空间，充分利用目前紧缺的IP地址。

1.2.5 为什么要进行子网划分

将一个大的子网变为多个小的子网。
子网较少的主机位，将主机位变为网络位。
调整划分的网络子网掩码
获得每个子网的主机范围

1.2.6 子网划分的好处有那些

避免地址产生浪费(公网地址)
可以降低广播风暴问题
降低网络拥塞，减轻路由器的压力