IP、子网的详述 ——IP分类、网关地址，子网掩码、子网作用(转)

IP地址　　

在Internet上连接的所有计算机，从大型机到微型计算机都是以独立的身份出现，我们称它为主机。为了实现各主机间的通信，每台主机都必须有一个唯一的网络地址。就好像每一个住宅都有唯一的门牌一样，才不至于在传输资料时出现混乱。

　　Internet的网络地址是指连入Internet网络的计算机的地址编号。所以，在Internet网络中，网络地址唯一地标识一台计算机。

　　我们都已经知道，Internet是由几千万台计算机互相连接而成的。而我们要确认网络上的每一台计算机，靠的就是能唯一标识该计算机的网络地址，这个地址就叫做IP（Internet Protocol的简写）地址，即用Internet协议语言表示的地址。

　　目前，在Internet里，IP地址是一个32位的二进制地址，为了便于记忆，将它们分为4组，每组8位，由小数点分开，用四个字节来表示，而且，用点分开的每个字节的数值范围是0~255，如202.116.0.1，这种书写方法叫做点数表示法。

地址分类

　　IP地址可确认网络中的任何一个网络和计算机，而要识别其它网络或其中的计算机，则是根据这些IP地址的分类来确定的。一般将IP地址按节点计算机所在网络规模的大小分为A，B，C三类，默认的网络屏蔽是根据IP地址中的第一个字段确定的。

　　1． A类地址

　　A类地址的表示范围为：1.0.0.1~126.255.255.255，默认网络屏蔽为：255.0.0.0；A类地址分配给规模特别大的网络使用。A类网络用第一组数字表示网络本身的地址，后面三组数字作为连接于网络上的主机的地址。分配给具有大量主机（直接个人用户）而局域网络个数较少的大型网络。例如IBM公司的网络。

　　127.0.0.0到127.255.255.255是保留地址，用做循环测试用的。

　　0.0.0.0到0.255.255.255也是保留地址，用做表示所有的IP地址。

　　一个A类IP地址由1字节（每个字节是8位）的网络地址和3个字节主机地址组成，网络地址的最高位必须是“0”，即第一段数字范围为1～127。每个A类地址理论上可连接16777214<256*256*256-2>台主机（-2是因为主机中要用去一个网络号和一个广播号），Internet有126个可用的A类地址。A类地址适用于有大量主机的大型网络。

　　2． B类地址

　　B类地址的表示范围为：128.0.0.1~191.255.255.255，默认网络屏蔽为：255.255.0.0；B类地址分配给一般的中型网络。B类网络用第一、二组数字表示网络的地址，后面两组数字代表网络上的主机地址。

　　169.254.0.0到169.254.255.255是保留地址。如果你的IP地址是自动获取IP地址，而你在网络上又没有找到可用的DHCP服务器，这时你将会从169.254.0.0到169.254.255.255中临时获得一个IP地址。

　　一个B类IP地址由2个字节的网络地址和2个字节的主机地址组成，网络地址的最高位必须是“10”，即第一段数字范围为128～191。每个B类地址可连接65534(2^16-2, 因为主机号的各位不能同时为0,1)台主机，Internet有16383(2^14-1)个B类地址(因为B类网络地址128.0.0.0是不指派的，而可以指派的最小地址为128.1.0.0[COME06]）。

　　3． C类地址

　　C类地址的表示范围为：192.0.0.1~223.255.255.255，默认网络屏蔽为：255.255.255.0；C类地址分配给小型网络，如一般的局域网，它可连接的主机数量是最少的，采用把所属的用户分为若干的网段进行管理。C类网络用前三组数字表示网络的地址，最后一组数字作为网络上的主机地址。

　　一个C类地址是由3个字节的网络地址和1个字节的主机地址组成，网络地址的最高位必须是“110”，即第一段数字范围为192～223。每个C类地址可连接254台主机，Internet有2097152个C类地址段（32*256*256），有532676608个地址（32*256*256*254）。

　　RFC 1918留出了3块IP地址空间（1个A类地址段，16个B类地址段，256个C类地址段）作为私有的内部使用的地址。在这个范围内的IP地址不能被路由到Internet骨干网上；Internet路由器将丢弃该私有地址。

　　IP地址类别　RFC 1918内部地址范围

　　A类　10．0.0.0到10.255.255.255

　　B类　172.16.0.0到172.31.255.255

　　C类　192.168.0.0到192.168.255.255

　　使用私有地址将网络连至Internet，需要将私有地址转换为公有地址。这个转换过程称为网络地址转换（Network Address Translation，NAT），通常使用路由器来执行NAT转换。

　　实际上，还存在着D类地址和E类地址。但这两类地址用途比较特殊，在这里只是简单介绍一下：

　　D类地址不分网络地址和主机地址，它的第1个字节的前四位固定为1110。D类地址范围：224.0.0.1到239.255.255.254 。D类地址用于多点播送。D类地址称为广播地址，供特殊协议向选定的节点发送信息时用。

　　E类地址保留给将来使用。

　　连接到Internet上的每台计算机，不论其IP地址属于哪类都与网络中的其它计算机处于平等地位，因为只有IP地址才是区别计算机的唯一标识。所以，以上IP地址的分类只适用于网络分类。

　　在Internet中，一台计算机可以有一个或多个IP地址，就像一个人可以有多个通信地址一样，但两台或多台计算机却不能共享一个IP地址。如果有两台计算机的IP地址相同，则会引起异常现象，无论哪台计算机都将无法正常工作。

　　顺便提一下几类特殊的IP地址：

　　1．广播地址目的端为给定网络上的所有主机，一般主机段为全1

　　2．单播地址目的端为指定网络上的单个主机地址

　　3．组播地址目的端为同一组内的所有主机地址

　　4．环回地址127.0.0.1 在环回测试和广播测试时会使用

网关地址

　　若要使两个完全不同的网络（异构网）连接在一起，一般使用网关，在Internet中两个网络也要通过一台称为网关的计算机实现互联。这台计算机能根据用户通信目标计算机的IP地址，决定是否将用户发出的信息送出本地网络，同时，它还将外界发送给属于本地网络计算机的信息接收过来，它是一个网络与另一个网络相联的通道。为了使TCP/IP协议能够寻址，该通道被赋予一个IP地址，这个IP地址称为网关地址。

注意事项

　　内部地址和外部地址在局域网的IP地址分配中，并没有区别，都可以使用。

　　在局域网的IP地址分配中，子网屏蔽的“1”部分只要和对应的IP地址分类规定的前几个二进制数一致即可。

子网划分

　　若公司不上Internet,那一定不会烦恼IP地址的问题，因为可以任意使用所有的IP地址,不管是A类或是B类，这个时候不会想到要用子网,但若是上Internet那IP地址便弥足珍贵了，目前全球一阵Internet热,IP地址已经愈来愈少了，而所申请的IP地址目前也趋饱和,而且只有经申请的IP地址能在Internet使用，但对某些公司只能申请到一个C类的IP地址,但又有多个点需要使用，那这时便需要使用到子网,这就需要考虑子网的划分，下面简介子网的原理及如何规划。

子网掩码（Subnet Mask）

　　设定任何网络上的任何设备不管是主机、个人电脑、路由器等皆需要设定IP地址，而跟随着IP地址的是所谓的子网掩码（NetMask,Subnet Mask),这个子网掩码主要的目的是由IP地址中也能获得网络编码，也就是说IP地址和子网掩码合作而得到网络编码,如下所示：

　　IP地址

　　192.10.10.6 11000000.00001010.00001010.00000110

　　子网掩码

　　255.255.255.0 11111111.11111111.11111111.00000000

　　AND （位与 &）

　　-------------------------------------------------------------------

　　Network Number

　　192.10.10.0 11000000.00001010.00001010.00000000

　　子网掩码有所谓的默认值，如下所示

　　类 IP地址范围子网掩码

　　A　1．0.0.0-126.255.255.255 255.0.0.0

　　B　128.0.0.0-191.255.255.255 255.255.0.0

　　C　192.0.0.0-223.255.255.255 255.255.255.0

　　在预设的子网掩码（Net Mask）都只有255的值,在谈到子网掩码（Subnet Mask）时这个值便不一定是255了。在完整一组C类地址中如203.67.10.0-203.67.10.255 子网掩码255.255.255.0,203.67.10.0称之网络编码（Network Number，将IP 地址和子网掩码作和),而203.67.10.255是广播的IP地址，所以这两者皆不能使用,实际只能使用203.67.10.1--203.67.10.254等254个IP地址，这是以255.255.255.0作子网掩码的结果,而所谓Subnet Msk尚可将整组C类地址分成数组网络编码，这要在子网掩码上作手脚,若是要将整组C类地址分成2个网络编码那子网掩码设定为255.255.255.128,若是要将整组C类分成8组网络编码则子网掩码要为255.255.255.224,这是怎么来的，由以上知道网络编码是由IP地址和子网掩码作AND而来的,而且将子网掩码以二进制表示法知道是1的会保留，而为0的去掉

　　192.10.10.193--11000000.00001010.00001010.11000001

　　255.255.255.0--11111111.11111111.11111111.00000000

　　--------------------------------------------------------------

　　192.10.10.0--11000000.00001010.00001010.00000000

　　以上是以255.255.255.0为子网掩码的结果,网络编码是192.10.10.0,若是使用255.255.255.224作子网掩码结果便有所不同

　　192.10.10.193--11000000.00001010.00001010.11000001

　　255.255.255.224--11111111.11111111.11111111.11100000

　　--------------------------------------------------------------

　　192.10.10.192--11000000.00001010.00001010.11000000

　　此时网络编码变成了192.10.10.192,这便是子网。那要如何决定所使用的子网掩码，255.255.255.224以二进制表示法为11111111.11111111.11111111.11100000,变化是在最后一组，11100000便是224,以三个位（Bit）可表示2的3次方便是8个网络编码

　　子网掩码二进制表示法可分几个网络

　　255.255.255.011111111.11111111.11111111.000000001

　　255.255.255.128

　　11111111.11111111.11111111.100000002

　　255.255.255.192

　　11111111.11111111.11111111.110000004

　　255.255.255.224

　　11111111.11111111.11111111.111000008

　　255.255.255.240

　　11111111.11111111.11111111.1111000016

　　255.255.255.248

　　11111111.11111111.11111111.1111100032

　　255.255.255.252

　　11111111.11111111.11111111.1111110064

　　以下使用255.255.255.224将C类地址203.67.10.0分成8组网络编码，各个网络编码及其广播IP地址及可使用之IP地址序号网络编码广播可使用之IP地址

　　（1）203.67.10.0--203.67.10.31

　　203.67.10.1--203.67.10.30

　　（2）203.67.10.32--203.67.10.63

　　203.67.10.33--203.67.10.62

　　（3）203.67.10.64--203.67.10.95

　　203.67.10.65--203.67.10.94

　　（4）203.67.10.96--203.67.10.127

　　203.67.10.97--203.67.10.126

　　（5）203.67.10.128--203.67.10.159

　　203.67.10.129--203.67.10.158

　　（6）203.67.10.160--203.67.10.191

　　203.67.10.161--203.67.10.190

　　（7）203.67.10.192--203.67.10.223

　　203.67.10.193--203.67.10.222

　　（8）203.67.10.224--203.67.10.255

　　203.67.10.225--203.67.10.254

　　可验证所使用的IP地址是否如上表所示

　　203.67.10.115--11001011.01000011.00001010.01110011

　　255.255.255.224--11111111.11111111.11111111.11100000

　　--------------------------------------------------------------

　　203.67.10.96--11001011.01000011.00001010.01100000

　　203.67.10.55--11001011.01000011.00001010.00110111

　　255.255.255.224--11111111.11111111.11111111.11100000

　　--------------------------------------------------------------

　　203.67.10.32--11001011.01000011.00001010.00100000

　　其它的子网掩码所分成的网络编码可自行以上述方法自行推演出来。

子网作用

　　使用子网是要解决只有一组C类地址但需要数个网络编码的问题,并不是解决IP地址不够用的问题，因为使用子网反而能使用的IP地址会变少,子网通常是使用在跨地域的网络互联之中，两者之间使用路由器连线,同时也上Internet,但只申请到一组C 类IP地址，过路由又需不同的网络,所以此时就必须使用到子网，当然二网络间也可以远程桥接（Remote Bridge，字面翻译）连接,那便没有使用子网的问题。