一、IP地址

1、IP地址分为A、B、C、D、E五类，每一类有不同的划分规则

地址标准化库 python_IP

2、A、B、C三类IP地址的组成

地址标准化库 python_IP_02

3、有类IP地址

为标准IP地址，分为5类，IP地址 = 网络号 + 主机号，A、B、C类是我们用于分配给一般主机使用的；D、E则不作一般用途：D类用做组播地址（IP数据报三种传输方式：单播：一对一、广播一对多、组播一对列），E类作为科研保留网络。

4、无类地址（无类别域间路由CIDR）

CIDR消除了有类的界限，让子网掩码的三层结构回到两层，分配IP地址的时候不再以类别来分，而是按照可变长的地址块来分配，提高 IPv4 地址空间分配效率

无类地址格式: a.b.c.d / x, 其中x为前缀长度，表示网络号的位数

CIDR还可以提高路由效率：将多个子网聚合为一个较大的子网，构造超网（supernetting）。有效减少了路由器中路由表项，由此提高了路由效率

二、子网掩码

1、IP地址和子网掩码作“逻辑与”运算得到网络地址

  • 0和任何数相与都等于0
  • 1和任何数相与都等于任何数本身

地址标准化库 python_子网_03

2、IP地址中的特殊网络地址

地址标准化库 python_IP_04

3、A、B、C三类地址的默认子网掩码

  • A类：255.0.0.0
  • B类：255.255.0.0
  • C类：255.255.255.0

三、子网划分的原理

1、子网划分的理解

公式为：

子网数=2n，其中n为子网部分位数（主机借位数）
有效主机数=2N-2，其中N为主机部分位数（剩余主机位数）
例如：将192.168.1.0/24划分为4个小网段

解题思路为：

  • 1、首先判断此IP地址是C类地址，网络部分为24位，划分为4个小网段，即子网数=4=22，n=2，需要向主机部分借2位，为26位
  • 2、将192.168.1.0转为二进制11000000.10101000.00000001.00000000
  • 3、需要借2位，子网号分别为00、01、10、11，对应二进制转十进制可得出四个可用网段的IP地址，即为子网地址
  • 4、子网掩码即为网络部分全为1，即借的两位也变为1，转十进制即可得出子网掩码
  • 5、广播地址即为=下个子网地址的主机数-1
  • 6、算出每段可用的IP地址范围，注意：第一个地址（网络地址）和最后一个地址（广播地址）不可用，主机数为127（环回地址）不可用

2、子网划分中一些地址概念的理解

  • 子网的网络地址=从0到255，取每块地址段的首个值
  • 子网的广播地址=下一个子网地址的网络地址-1
  • 子网的可用地址=子网的网络地址到子网的广播地址区间
  • 网络地址主机号部分为0，该地址用于标识网络，不能分配给主机，因此不能作为数据的源地址和目的地址

3、子网划分的应用

1、子网掩码及相关参数对应表

地址标准化库 python_IP_05

2、可变长子网掩码（VLSM）

借用现有网段的主机位的最左边某几位作为子网位，划分出多个子网；VLSM允许把子网划分出更小的子网
- 网络ID→通过借位→主机ID

  • “主机ID”的部分变成→“网络ID”（子网ID）
  • 原来的“网络ID”+“子网ID”=新“网络ID”
  • “子网ID”的长度（n）决定了可以划分子网的数量（2n）

3、子网地址与广播地址的计算方法

  • 写出二进制的子网掩码（将n所在的位也变为1，即借位之后的网络部分全为1）
  • 写出二进制的IP地址
  • 确定子网部分：网络位和主机位之间是子网部分
  • 主机位全是0的地址是其所属子网的网络地址（网络地址可IP地址与子网掩码与运算）
  • 主机位全是1的地址是其所属子网的广播地址（即把网络地址中的主机位全变为1）