在學習IP地址和子網劃分前，必須對進制計數有必定了解，尤爲是二進制和十進制之間的相互轉換，對於咱們掌握IP地址和子網的劃分很是有幫助，可參看以下目錄詳文。數據庫

IP地址和子網劃分學習筆記相關篇章：數組

一、IP地址和子網劃分學習筆記之《預備知識：進制計數》網絡

二、IP地址和子網劃分學習筆記之《IP地址詳解》ide

三、IP地址和子網劃分學習筆記之《子網掩碼詳解》oop

四、IP地址和子網劃分學習筆記之《子網劃分詳解》學習

五、IP地址和子網劃分學習筆記之《超網合併詳解》測試

1、IP地址和MAC地址

一、MAC地址

MAC（Media Access Control，介質訪問控制）地址，或稱爲物理地址，也叫硬件地址，用來定義網絡設備的位置，MAC地址是網卡出廠時設定的，是固定的（但能夠經過在設備管理器中或註冊表等方式修改，同一網段內的MAC地址必須惟一）。MAC地址採用十六進制數表示，長度是6個字節（48位），分爲前24位和後24位。計算機網絡

一、前24位叫作組織惟一標誌符（Organizationally Unique Identifier，即OUI），是由IEEE的註冊管理機構給不一樣廠家分配的代碼，區分了不一樣的廠家。
二、後24位是由廠家本身分配的，稱爲擴展標識符。同一個廠家生產的網卡中MAC地址後24位是不一樣的。orm

MAC地址對應於OSI參考模型的第二層數據鏈路層，工做在數據鏈路層的交換機維護着計算機MAC地址和自身端口的數據庫，交換機根據收到的數據幀中的「目的MAC地址」字段來轉發數據幀。blog

二、IP地址

IP地址（Internet Protocol Address），縮寫爲IP Adress，是一種在Internet上的給主機統一編址的地址格式，也稱爲網絡協議（IP協議）地址。它爲互聯網上的每個網絡和每一臺主機分配一個邏輯地址，常見的IP地址，分爲IPv4與IPv6兩大類，當前普遍應用的是IPv4，目前IPv4幾乎耗盡，下一階段必然會進行版本升級到IPv6；如無特別註明，通常咱們講的的IP地址所指的是IPv4。

IP地址和子網劃分學習筆記之《IP地址詳解》

IP地址對應於OSI參考模型的第三層網絡層，工做在網絡層的路由器根據目標IP和源IP來判斷是否屬於同一網段，若是是不一樣網段，則轉發數據包。

三、IP地址格式和表示

在計算機二進制中，1個字節 = 8位 = 8bit（比特）

①IP地址格式和表示

IP地址(IPv4)由32位二進制數組成，分爲4段（4個字節），每一段爲8位二進制數（1個字節）
每一段8位二進制，中間使用英文的標點符號「.」隔開

因爲二進制數太長，爲了便於記憶和識別，把每一段8位二進制數轉成十進制，大小爲0至255。
IP地址的這種表示法叫作「點分十進制表示法」。
IP地址表示爲：xxx.xxx.xxx.xxx
舉個栗子：210.21.196.6就是一個IP地址的表示。

②理解2的指數冪

2的冪也稱爲2的指數，還能夠稱爲2的次方，如2的2次方、2的3次方等等，任何數的0次方都等於1。
在IP地址中，0次方到7次方恰好爲8位，這對於IP地址二進制轉換爲十進制很是方便。
舉個栗子：11010010 = 1×2^7+1×2^6+0×2^5+1×2^4+0×2^3+0×2^2+1×2^1+0×2^0 = 128+64+0+16+0+0+2+0 = 210

IP地址和子網劃分學習筆記之《IP地址詳解》

咱們須要記住上圖的2的冪的結果，不須要死記硬背，這個是有技巧的，從上圖來看，很容易發現，因爲是2的冪，全部相鄰的冪的先後都是相差2倍，因此只要知道其中一個冪值，就知道相鄰的冪的值。

四、IP地址的組成

IP地址=網絡地址+主機地址，好比：
IP地址和子網劃分學習筆記之《IP地址詳解》
計算機的IP地址由兩部分組成，一部分爲網絡標識，一部分爲主機標識，同一網段內的計算機網絡部分相同，主機部分不一樣同時重複出現。路由器鏈接不一樣網段，負責不一樣網段之間的數據轉發，交換機鏈接的是同一網段的計算機。經過設置網絡地址和主機地址，在互相鏈接的整個網絡中保證每臺主機的IP地址不會互相重疊，即IP地址具備了惟一性。
IP地址和子網劃分學習筆記之《IP地址詳解》

五、IP地址與MAC地址區別

  • 長度不一樣：IP地址爲32位（二進制），MAC地址爲48位（十六進制）。
  • 分配依據不一樣：IP地址的分配是基於網絡拓撲，MAC地址的分配是基於製造商。
  • 尋址協議層不一樣：IP地址應用於OSI第三層（網絡層），而MAC地址應用在OSI第二層（數據鏈路層）。

六、IP地址與MAC地址的做用和關係

IP和MAC二者之間分工明確，默契合做，完成通訊過程。在數據通訊時，IP地址專一於網絡層，網絡層設備（如路由器）根據IP地址，將數據包從一個網絡傳遞轉發到另一個網絡上；而MAC地址專一於數據鏈路層，數據鏈路層設備（如交換機）根據MAC地址，將一個數據幀從一個節點傳送到相同鏈路的另外一個節點上。IP和MAC地址這種映射關係由ARP（Address Resolution Protocol，地址解析協議）協議完成，ARP根據目的IP地址，找到中間節點的MAC地址，經過中間節點傳送，從而最終到達目的網絡。
IP地址和子網劃分學習筆記之《IP地址詳解》

計算機在和其餘計算機通訊以前，首先要判斷目標IP地址和本身的IP地址是否在一個網段，這決定了數據鏈層的目標MAC地址是目標計算機的仍是路由器接口的MAC地址。數據包的目標IP地址決定了數據包最終到達哪個計算機，而目標MAC地址決定了該數據包下一跳由哪一個設備接收，不必定是終點。

2、IP地址的分類

一、IP地址分類詳解

IP地址分A、B、C、D、E五類，其中A、B、C這三類是比較經常使用的IP地址，D、E類爲特殊地址。

IP地址和子網劃分學習筆記之《IP地址詳解》

①、A類地址

  1. A類地址第1字節爲網絡地址（最高位固定是0），另外3個字節爲主機地址。
  2. A類地址範圍：1.0.0.0 - 126.255.255.255，其中0和127做爲特殊地址。
  3. A類網絡默認子網掩碼爲255.0.0.0，也可寫做/8。
  4. A類網絡最大主機數量是256×256×256-2=166777214（減去1個主機位爲0的網絡地址和1個廣播地址）。

在計算機網絡中，主機ID所有爲0的地址爲網絡地址，而主機ID所有爲1的地址爲廣播地址，這2個地址是不能分配給主機用的。

②、B類地址

  1. B類地址第1字節（最高位固定是10）和第2字節爲網絡地址，另外2個字節爲主機地址。
  2. B類地址範圍：128.0.0.0 - 191.255.255.255。
  3. B類網絡默認子網掩碼爲255.255.0.0，也可寫做/16。
  4. B類網絡最大主機數量256×256-2=6554。

③、C類地址

  1. C類地址第1字節（最高位固定是110）、第2字節和第3個字節，另外1個字節爲主機地址。
  2. C類地址範圍：192.0.0.0 - 223.255.255.255。
  3. C類網絡默認子網掩碼爲255.255.255.0，也可寫做/24。
  4. C類網絡最大主機數量256-2=254。

④、D類地址

  1. D類地址不分網絡地址和主機地址，它的第1個字節的最高位固定是1110。
  2. D類地址用於組播（也稱爲多播）的地址，無子網掩碼。
  3. D類地址範圍：224.0.0.0 - 239.255.255.255。

⑤、E類地址

  1. E類地址也不分網絡地址和主機地址，它的第1個字節的最高位固定是11110。
  2. E類地址範圍：240.0.0.0 - 255.255.255.255。
  3. 其中240.0.0.0-255.255.255.254做爲保留地址，主要用於Internet試驗和開發，255.255.255.255做爲廣播地址。

二、IP地址分類思惟導圖

IP地址總結學習思惟導圖以下：
IP地址和子網劃分學習筆記之《IP地址詳解》

3、保留的特殊IP地址

如下這些特殊IP地址都是不能分配給主機用的地址：

  • 主機ID全爲0的地址：特指某個網段，好比：192.168.10.0 255.255.255.0，指192.168.10.0網段。
  • 主機ID全爲1的地址：特指該網段的所有主機，好比：192.168.10.255，若是你的計算機發送數據包使用主機ID全是1的IP地址，數據鏈層地址用廣播地址FF-FF-FF-FF-FF-FF。
  • 127.0.0.1：是本地環回地址，指本機地址，通常用來測試使用。回送地址(127.x.x.x)是本機回送地址(Loopback Address)，即主機IP堆棧內部的IP地址。
  • 169.254.0.0：169.254.0.0-169.254.255.255其實是自動私有IP地址。
  • 0.0.0.0：若是計算機的IP地址和網絡中的其餘計算機地址衝突，使用ipconfig命令看到的就是0.0.0.0，子網掩碼也是0.0.0.0。

保留的特殊IP地址思惟導圖以下：

IP地址和子網劃分學習筆記之《IP地址詳解》

4、公網和私網IP地址

公網IP地址
公有地址分配和管理由Inter NIC（Internet Network Information Center 因特網信息中心）負責。各級ISP使用的公網地址都須要向Inter NIC提出申請，有Inter NIC統一發放，這樣就能確保地址塊不衝突。

私網IP地址
建立IP尋址方案的人也建立了私網IP地址。這些地址能夠被用於私有網絡，在Internet沒有這些IP地址，Internet上的路由器也沒有到私有網絡的路由表。

  • A類：10.0.0.0 255.0.0.0，保留了1個A類網絡。
  • B類：172.16.0.0 255.255.0.0～172.31.0.0 255.255.0.0，保留了16個B類網絡。
  • C類：192.168.0.0 255.255.255.0～192.168.255.0 255.255.255.0，保留了256個C類網絡。

PS：私網地址訪問Internet須要作NAT或PAT網絡地址轉換
IP地址和子網劃分學習筆記之《IP地址詳解》

公網和私網IP地址思惟導圖以下：

IP地址和子網劃分學習筆記之《IP地址詳解》