2.计算机网络_IP地址

IPv4的IP地址

1、分类IP

IP地址的表示方式：

IP地址在整个互联网中是唯一的，指明了连接到某个网络上的一个主机。IP地址用32位二进制数表示，每一个字节代表一段，如下图IP地址即为128.11.3.31。

什么是多归属主机：

当一个主机通过两个网卡同时连接到两个网络时，此时该主机同时拥有两个IP，这种主机被称为多归属主机。

IP地址中常见的二进制数：

255：1111 1111
128：1000 0000
192：1100 0000
224：1110 0000
240：1111 0000

特殊的IP地址：

网络号全为0/1/127、主机号全为1/0 这几类IP是特殊的IP，具体特殊含义如下：

总结：网络全0代表本网络，主机号全0代表广播，网络号127代表回环。

IP地址的网络号与主机号（2级结构）：

IP地址的32个位可以分为网络号与主机号两个部分。网络号与主机号所占位数的多少与IP的种类有关，所占位数与IP种类关系如下图：

从上图可以看到，A类IP由0开头，网络号占8位，所以网络号的范围是0~127。A类主机号占24位，所以总共的主机号有2^24个，但主机号全为0或全为1的IP不可用，是特殊功能IP，因此实际可用IP个数为2^24-2。以此类推，各类IP的网络号范围如下：

|------|----------|------------------|
| IP类型 | 网络号范围 | 实际可用IP个数 |
| A | 0~127 | 2^24-2（>1600w） |
| B | 128~191 | 2^16-2（65534） |
| C | 192~223 | 2^8-2（254） |
| D | 223~239 | |
| E | 240~255 | |

IP地址的子网号（3级结构）：

划分子网号的目的是为了解决主机号浪费的问题，子网号是根据需求从主机号中划分出来的。

比如一个拥有10000台主机的组织，如果按照2级结构，需要申请的IP类型应该为B型，但是B型实际可用IP为65533个，这就浪费了大量的IP。

如果使用3级结构划分子网，IP分配过程为：申请的IP类型仍然是B型，但因为10000<2^14，所以可以将16位的主机号分为2位的子网号和14位的主机号，这样就可以将剩余的IP分配给其他的组织。即：该组织的子网号是00，主机号为14位；另一个组织子网号是01，主机号为14位。这样就节约了一些IP资源。