IP地址的定义和划分

IP地址分类：

       

       IP地址根据首首字节开始位可以分为5大类：

            分类        首字节开始位         首字节数字范围                 网络地址格式              最大网络个数                每个网络最多主机个数

             A             0                                           0～127            网络 主机 主机 主机                 127                                      16777214

             B             10                                      128～191           网络 网络 主机 主机                16384                                        65534

             C             110                                     192~223            网络 网络 网络 主机              2097152                                        254

             D             1110                                   224~239            用于多播（Multicast）         不再分配

             E             1111                                   240～255           用于实验室                            不再分配

         目前，只有类型 A、B、C 用于商业用途。     通常情况下，判断一个 IP 是属于哪种网络，只需要看首字节的大小，按照上表对比判断即可。

                如：    166.111.4.129 为 B 类网络(清华)。   

                            202.112.93.51 为 C 类网络(师大)。   

                            4.10.255.38     为 A 类网络(Cisco公司)。

子网掩码

1、作用：就是将某个IP地址划分成网络地址和主机地址。

2、子网掩码不能单独存在，它必须与IP地址一起使用。

3、子网掩码的二进制1表示网络地址位，二进制0表示主机地址位。

特殊的IP地址（不能用-不能配置在网络设备上）

1   网络地址

作用

代表的是一个范围/区域（不唯一了），不代表任何设备;

定义

IP地址中的主机位，全为0.该IP地址称为网络地址

2   广播地址

作用

代表的是一个范围/区域中的所有设备（也是不唯一了）;

定义

IP地址中的主机位，全为1.该IP地址称为广播地址

           

      为什么0和127开头的地址，不可以直接配置在设备上？

127开头的ip地址是保留回环地址，不可能出现在网络上的，127开头的IP主要用于测试。

  0开头的地址例如：0.0.0.0，是一个无效地址 

  255开头的地址例如：255.255.255.255，是广播地址

例如：

192.168.1.255（IP地址）         --->1100 0000. 1010 1000. 0000 0001. 1111 1111

255.255.255.0（子网掩码）     --->1111 1111. 1111 1111. 1111 1111. 0000 0000

192.168.1.255    255.255.255.0 -->该地址不可用（主机位全是0或1不可用）

192.168.1.255    255.255.0.0     -->该地址可以用

网络地址一样说明属于同一网段

/20       子网掩码 =1111 1111. 1111 1111. 1111 0000. 0000 0000

                   （        网络位           ）         （  主机位  ）

A  67.198.34.7     /20

67.198.0010 0010.7

B  67.129.39.120   /20

67.129.0010 0111.120

C  67.129.32.136   /20

67.129.0010 0000.136

D  67.129.37.255   /20

67.129.0010 0101.255

E  67.129.37.0      /20

67.129.0010 0101.0

#以上5个IP地址是否都可用？

 都可用

#判断哪些地址为同一网段？

定义： 网络位的IP地址相同即为同一网段

（A    ）：网络地址： 67.198.32.0     /20

广播地址： 67.198.47.255   /20

（B～E ）：网络地址： 67.198.32.0     /20

广播地址： 67.198.47.255  /20

问：子网掩码不同且IP地址也不同可以是同一网段么？

例如：

192.168.1.2/26，  即192.168.1.2，  子网掩码255.255.255.192
192.168.1.40/27,  即192.168.1.40，子网掩码255.255.255.224

第一个地址在192.168.1.0这个网段内，
而第二个地址是在192.168.1.32这个网段内，

第一个网段范围是192.168.1.0---192.168.1.63，而第二个地址范围是192.168.1.32--192.168.1.63，
很显然这是两个网段，但第二个网段包含在第一个网段内，是不是同一个网段还需要根据情况辨别吧，个人认为可以在一个网段

67.198.32.0   /18    = 1111 1111. 1111 1111. 1100 0000 0000 0000

67.198.0010 0000.0    ( 可用 )

 

IP地址面临的问题：

IP地址空间不足；

IP地址浪费，进一步导致可用地址空间不足；

例如：

192.168.1.1    /24

网络地址： 192.168.1.0   /24

广播地址： 192.168.1.255 /24

该网段包含的地址：256个； （2的8次方）

该网关可用的地址：256-2=254个；

宗旨：

一个网段中使用不完的IP地址，不可以分配给其他部门使用。所以这些地址，视为“浪费的” ；

解决方案：

1 私有地址/公有地址

定义：任何一个机构/组织或者单位，都可以免费的/重复使用的IP地址空间；

（使用该类型的IP地址，不可以上网）

NAT（Network Address translation）-->网络地址转换(私有地址转换成公有地址)

A类的私有IP地址空间：

10.0.0.0------10.255.255.255~~~~~>0000 1010. 0000 0000. 0000 0000. 0000 0000------0000 1010. 1111 1111. 1111 1111. 1111 1111

10.0.0.0    /8   （A类IP地址的私有地址空间）

B类的私有IP地址空间：

172.16.0.0------172.31.255.255~~~~~>1010 1100. 0001 0000. 0000 0000. 0000 0000------1010 1100.0001 1111. 1111 1111. 1111 1111

172.16.0.0  /12  （B类IP地址的私有地址空间）

C类的私有IP地址空间：

192.168.0.0-----192.168.255.255~~~~~>1100 0000. 1010 1000. 0000 0000. 0000 0000------1100 0000. 1010 1000. 1111 1111. 1111 1111

 192.168.0.0 /16  （ C类IP地址的私有地址空间）

D类的私有IP地址空间：

239.0.0.0------239.255.255.255~~~~~>1110 1111. 0000 0000. 0000 0000. 0000 0000------1110 1111. 1111 1111. 1111 1111. 1111 1111

                            239.0.0.0    /8   （D类IP地址的私有地址空间）

 

注：此处的/8 /12 /16 /8等等不是代表子网掩码，代表前面几位固定好以后，后面的主机位IP地址数为私有地址

2 子网划分

 

例如1：

    有一家公司XXX，3个部门，每个部门50台主机，每个部门必须使用不同的IP网段，每个部门必须尽量减少IP地址的浪费。

给定的一个网段：192.168.1.0 /24   问如何划分合理？

 

解决思路：

    1  首先关注每个网段的“可用主机数量”

         即首先应该算出每个新网络的主机位的个数；

           假设为n，那么每个新网络的主机IP地址数量为2的n次方；

    2   2的n次方必须大于等于每个新网络的需求的主机数：

          2^n-2>=50；所以，n>=6；

         说明：

              减2，表示的是将每个网段中的2个特殊IP地址排除在外，即网络地址和广播地址；

    3   基于计算出来的主机位，确定新网络的子网掩码；

            子网掩码=32-6，即 /26；

    4   所以新的网络应该是：

            192.168.1.0000 0000  /26

                   网络地址：192.168.1.0000 0000=192.168.1.0             /26

                   广播地址：192.168.1.0011 1111=192.168.1.63           /26

            

            192.168.1.0001 0000  /26

                   网络地址：192.168.1.0100 0000=192.168.1.64    /26

                   广播地址：192.168.1.0111 1111=192.168.1.127  /26

 

            192.168.1.0010 0000  /26

                   网络地址：192.168.1.1000 0000=192.168.1.128  /26

                   广播地址：192.168.1.1011 1111=192.168.1.191  /26

 

            192.168.1.0011 0000  /26

                   网络地址：192.168.1.1100 0000=192.168.1.192  /26

                   广播地址：192.168.1.1111 1111=192.168.1.255  /26

例如2：

    有一家公司XXX，6个部门，每个部门60台主机，每个部门必须使用不同的IP网段，每个部门必须尽量减少IP地址的浪费。

给定的一个网段：192.168.1.0 /23   问如何划分合理？

         2^n-2>=60      n>=6 所以    主机位>=6（为了不浪费资源选6位为主机位）；

    因为有6个部门，要分六个网络段，若划分网络段的位数为y则 2^y>=6 则 y>=3（为了节省资源选最少位数3）；

    所以3位为可变的部门数 6位为主机为主机位；

  部门一    192.168.0000 0001.0000 0000  /26

     网络地址：192.168.0000 0001.0000 0000=192.168.1.0     /26

     广播地址：192.168.0000 0001.0011 1111=192.168.1.63    /26

  部门二    192.168.0000 0001.0100 0000  /26

     网络地址：192.168.0000 0001.0100 0000=192.168.1.0      /26

     广播地址：192.168.0000 0001.0111 1111=192.168.1.127   /26

  部门三    192.168.0000 0001.1000 0000  /26 

     网络地址：192.168.0000 0001.100 0000=192.168.1.128   /26

     广播地址：192.168.0000 0001.111 1111=192.168.1.191   /26

  部门四    192.168.0000 0001.1100 0000  /26 

     网络地址：192.168.0000 0001.1100 0000=192.168.1.192   /26

     广播地址：192.168.0000 0001.1111 1111=192.168.1.255   /26

  部门五    192.168.0000 000.0000 0000  /26

      网络地址：192.168.0000 000.0000 0000=192.168.0.0    /26

      广播地址：192.168.0000 000.0011 1111=192.168.0.63   /26

  部门六    192.168.0000 0010.0100 0000  /26

      网络地址：192.168.0000 000.0100 0000=192.168.0.64   /26

      广播地址：192.168.0000 000.0111 1111=192.1680.127   /26 

  部门七    192.168.0000 0000.1000 0000  /26

      网络地址：192.168.0000 000.100 0000=192.168.0.128  /26

      广播地址：192.168.0000 0000.111 1111=192.168.0.191   /26 

  部门八    192.168.0000 0000.1100 0000  /26

      网络地址：192.168.0000 000.1100 0000=192.168.0.192   /26

      广播地址：192.168.0000 000.1111 1111=192.168.0.255   /26

部门七和部门八为备用部门网络段，用的上时候就有用，用不上时候就“闲置浪费“

3 IPv6

IPv4即将枯竭资源不够用，IPv6正在测试中。