傻傻分不清的网络知识
发布时间：2021-02-25 14:24:33
傻傻分不清的网络知识
在网络通信中，常常会遇到一些概念分不清楚，说起来可能你还不信。那我举出几个例子，例如：IP地址、子网掩码、网络号、主机号、网络地址、主机地址等。是不是感觉脑子里突然间出现了一个问题：好像它们都是一样的吧？其实不然，它们是完全不一样的概念，但是又有着不可分割的关系。
下面，我们就这几个常见的概念以及之间的运算做一个简单的讲解：
一、IP地址
IP地址（Internet Protocol Address）是一种在Internet上的给主机编址的方式，被称为网际协议地址，也是IP协议提供的一种统一的地址格式，它为互联网上的每一个网络和每一台主机分配一个逻辑地址，以此来屏蔽物理地址的差异。
就像我们常说的收发快递时的邮寄地址一样，区别在于IP地址是在网络中表示主机位置的方式，并且是用数字表示；而邮寄地址则是现实中的地址，按照行政划分。
常见的IP地址表现形式为点分十进制法，即以”.”符号将IP地址按照字节隔开，并将每一字节转化为对应的十进制数，例如：192.168.1.123等。
真正的IP地址其实是由机器识别的二进制组成的，例如：11000000.10101000.00000001.01111011，但为了方便人的记忆转换为十进制。
最初设计互联网络时，为了便于寻址以及层次化构造网络，每个IP地址包括两个标识码（ID），即网络ID和主机ID。同一个物理网络上的所有主机都使用同一个网络ID，网络上的一个主机（包括网络上工作站，服务器和路由器等）有一个主机ID与其对应。
IP地址根据网络ID的不同分为5种类型，A类地址、B类地址、C类地址、D类地址和E类地址。
（1）A类IP地址 一个A类IP地址由1字节的网络地址和3字节主机地址组成，网络地址的最高位必须是“0”， 地址范围从1.0.0.0 到126.0.0.0。可用的A类网络有126个，每个网络能容纳1亿多个主机。
（2） B类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”，地址范围从128.0.0.0到191.255.255.255。可用的B类网络有16382个，每个网络能容纳6万多个主机 。
（3）C类IP地址 一个C类IP地址由3字节的网络地址和1字节的主机地址组成，网络地址的最高位必须是“110”。范围从192.0.0.0到223.255.255.255。C类网络可达209万余个，每个网络能容纳254个主机。
（4）D类地址用于多点广播（Multicast）。 D类IP地址第一个字节以“1110”开始，它是一个专门保留的地址。它并不指向特定的网络，目前这一类地址被用在多点广播（Multicast）中。多点广播地址用来一次寻址一组计算机，它标识共享同一协议的一组计算机。224.0.0.0到239.255.255.255用于多点广播 。
（5）E类IP地址 以“11110”开始，为将来使用保留。240.0.0.0到255.255.255.254
注意事项：
全零（“0．0．0．0”）地址对应于当前主机。全“1”的IP地址（“255．255．255．255”）是当前子网的广播地址。
在IP地址3种主要类型里，各保留了3个区域作为私有地址，其地址范围如下：
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
A类地址的第一组数字为1～126。其中0代表任何地址，127为回环测试地址，注意，数字0和 127不作为A类地址，数字127保留给内部回送函数，而数字0则表示该地址是本地宿主机，不能传送。
B类地址的第一组数字为128～191。
C类地址的第一组数字为192～223。
（1）A类地址
A类地址的表示范围为：0.0.0.0~126.255.255.255，默认网络掩码为：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。
（2）B类地址
B类地址的表示范围为：128.0.0.0~191.255.255.255，默认网络掩码为：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。
（3）C类地址
C类地址的表示范围为：192.0.0.0~223.255.255.255，默认网络掩码为：255.255.255.0；C类地址分配给小型网络，如一般的局域网和校园网，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。
二、子网掩码
子网掩码（subnet mask）又叫网络掩码、地址掩码、子网络遮罩，它是一种用来指明一个IP地址的哪些位标识的是主机所在的子网，以及哪些位标识的是主机的位掩码。子网掩码不能单独存在，它必须结合IP地址一起使用。子网掩码只有一个作用，就是将某个IP地址划分成网络地址和主机地址两部分。子网掩码是一个32位地址，用于屏蔽IP地址的一部分以区别网络标识和主机标识，并说明该IP地址是在局域网上，还是在远程网上。
子网掩码(subnet mask)是每个使用互联网的人必须要掌握的基础知识，只有掌握它，才能够真正理解TCP/IP协议的设置。子网掩码--屏蔽一个IP地址的网络部分的"全1"比特模式。对于A类地址来说，默认的子网掩码是255.0.0.0;对于B类地址来说默认的子网掩码是255.255.0.0;对于C类地址来说默认的子网掩码是255.255.255.0。利用子网掩码可以把大的网络划分成子网，即VLSM(可变长子网掩码)，也可以把小的网络归并成大的网络即超网
三、网络号
也被称为网络地址，用于识别主机所在的网络，IP与子网掩码的与运算即为网络号。
即：“与运算”：（1+1=1，0+1=0，1+0=0，0+0=0)
例：IP为192.168.100.5，子网掩码为255.255.255.0
192.168.100.5 11000000.10101000.01100100.00000101
& 255.255.255.0 &11111111.11111111.11111111.00000000
结果为：192.168.100.0 11000000.10101000.01100100.00000000
四、主机号
也被称为主机地址，用于识别该网络中的主机，IP地址与子网掩码取反的与运算
即：”取反”：32bit中1变0，0变1
例：IP为192.168.100.5，子网掩码为255.255.255.0
~ 255.255.255.0 ~ 11111111.11111111.11111111.00000000
结果为：
0.0.0.255 00000000.00000000.00000000.11111111
192.168.100.5 11000000.10101000.01100100.00000101
& 0.0.0.255 & 00000000.00000000.00000000.11111111
结果为：
0.0.0.5 00000000.00000000.00000000.00000101
五、特殊IP地址
（1）网关地址：实质上是一个网络通向其他网络的IP地址，计算方式为：网络号 + 主机号为1组成的IP地址，即IP为192.168.100.5，子网掩码为255.255.255.0，网关地址为192.168.100.1
（2）广播地址：专门用于同时向网络中所有工作站进行发送的一个地址，计算方式为：网络号 + 主机号全为1组成的IP地址，即192.168.100.5，子网掩码为255.255.255.0，广播地址为192.168.100.255
六、IP地址的相关计算
例 1 ：一个主机的IP地址是202.112.14.137，掩码是255.255.255.224，要求计算这个主机所在网络的网络地址、广播地址和主机数
解：
IP地址：202.112.14.137 11001010.01110000.00001110.10001001
子网掩码：255.255.255.224 11111111.11111111.11111111.11100000
网络地址 = IP地址 & 子网掩码
网络地址 = 202.112.14.137 & 255.255.255.224 = 202.112.14.128
广播地址 = 网络地址 | 主机位全为1
广播地址 = 202.112.14.128 | 0.0.0.31 = 202.112.14.159
主机数 = 当前网段内网络地址到当前网段内广播地址的所有主机数之和 - 3
即主机数表示主机号为0到主机号为全1的所有IP地址数量减掉网络地址、网关地址、广播地址
主机数 = 159 - 128 - 3 = 28
例2：根据每个网络的主机数量进行子网地址的规划和计算子网掩码
（1）一个子网有10台主机，则如何进行子网规划并计算子网掩码
解：当前子网中主机数为10，即不包括网络地址、网关地址即广播地址，因为三者均不能用作主机，则该子网需要的IP数量为13，即主机位为4位，子网掩码为28位，表示为：255.255.255.240
（2）若当前子网中有14台主机，则如何进行子网规划并计算子网掩码
解：按照（1）算法，当前子网需要IP数量为17，即主机位为5位，子网掩码为27位，表示为：255.255.255.224
例 3：根据IP地址和子网掩码划分子网？
（1）206.110.4.0/18被划分成16个子网，每个子网掩码？
解：206.110.4.0/18中/18表示子网掩码为18位，先需要将该IP地址进行子网划分为16个子网，即206.110.4.0对应的子网掩码为255.255.192.0（11111111 . 11111111 . 11000000 . 00000000），先需要划分为16个子网，即将先有的子网掩码再增加4位，即可满足2^4 = 16，划分后的子网掩码为255.255.252.0（11111111 . 11111111 . 11111100 . 00000000）
（2）对C类网络地址192.168.10.0，进行子网划分，子网掩码为255.255.255.192，如何划分？
说明：伪子网掩码为自定义概念，即类似于子网掩码，但是只是在子网划分中使用，无实际意义，因为实际的子网掩码是不可能在网络号中出现0的，划分后的子网掩码为所有伪子网掩码中网络号为全1的。
解：
C类网络默认子网掩码为255.255.255.0（11111111.11111111.11111111.00000000）
子网掩码255.255.255.192（11111111.11111111.11111111.11000000）
即若按照255.255.255.192进行划分，则多占据C类网络2位主机位，即表示将C类网络地址192.168.10.0划分为4个子网
其子网依次为：
子网1：
伪子网掩码：255.255.255.0（11111111.11111111.11111111.00000000）
网络地址：192.168.10.0
网关地址：192.168.10.1
广播地址：192.168.10.63
主机地址范围：192.168.10.1 -- 192.168.10.62
主机数：62
子网2：
伪子网掩码：255.255.255.64（11111111.11111111.11111111.01000000）
网络地址：192.168.10.64
网关地址：192.168.10.65
广播地址：192.168.10.127
主机地址范围：192.168.10.65 -- 192.168.10.126
主机数：62
子网3：
伪子网掩码：255.255.255.128（11111111.11111111.11111111.10000000）
网络地址：192.168.10.128
网关地址：192.168.10.129
广播地址：192.168.10.191
主机地址范围：192.168.10.129 -- 192.168.10.190
主机数：62
子网4：
伪子网掩码：255.255.255.192（11111111.11111111.11111111.11000000）
网络地址：192.168.10.192
网关地址：192.168.10.193
广播地址：192.168.10.255
主机地址范围：192.168.10.193 -- 192.168.10.254
主机数：62
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