目录
一.IP地址的概述
1.IP地址的概念
2. IP地址的组成
3.IP地址的作用
4.IP地址规划
5.网络层的功能
6.IP包头的格式：
二、IP地址的表示
三、IP地址的分类
1.IP地址的分类
2.A、B、C、三类IP地址的组成
四、特殊的IP地址
五、IP地址的计算
1.Ip地址计算相关知识点
2.Ip地址计算例子
六、C语言IP地址知识
ip地址转换工具
七、子网掩码
1.子网掩码概念
2.子网掩码的作用
3.32个二进制位
八、子网划分
1.为什么要划分子网？
2.如何进行子网划分？
3. 子网掩码是怎样给IP地址划分的？
4.子网划分原理
九、子网划分实例
1.实例1
2.子网划分应用
3.小练习
一.IP地址的概述
1.IP地址的概念
IP地址是唯一标识出主机所在的网络及网络中位置的编号。IP地址就像是网络中的“电话号码”，每一台电脑、手机或其他网络设备在网络中都有一个他人没有的IP地址。通过这个地址，设备们可以相互找到对方并交换信息。IP地址由网络位和主机位组成。
2. IP地址的组成
“点分十进制”表示。 四个字节，每个字节以（0~255）表示，各个数之间以英文圆点分离。
3.IP地址的作用
用来表示一个节点的网络地址
4.IP地址规划
① 什么是ip地址：互联网里每个节点（主机）都需要一个地址，这个地址就是ip地址。 ② 主机唯一的标识，保证主机间正常通信 。 ③ 一种网络编码，用来确定网络中一个节点 。 ④ IP地址由32位二进制（32bit）组成。 ⑤ ip协议： version 4：ipv4 32 2^32 42亿多 version 6：ipv6 128 2^128 MAC地址由48位的二进制组成。 ⑥ ip地址：是Internet protocol 互联网协议
5.网络层的功能
①定义了基于IP协议的逻辑地址 ②连接不同的媒介类型 ③选择数据通过网络的最佳路径
6.IP包头的格式：
版本：ipv4、ipv6。 TTL:（很重要）：time to live ：（使用ping可以查看到ttl）生命周期，经过一个路由器值减1，为0时，数据包丢弃。为了防止一个数据包在网络中无限的循环下去。 协议号: 协议字段，用来标识封装的上层（传输层）数据是UDP还是TCP，UDP是17，TCP是6。 源地址（mac：32） 目的地址（mac：32） 可选项： 首部长度（4）：IP包头部长度，因为长度可变，因此需要定义。 优先级与服务类型（8）： 总长度（16）：IP数据总长度 首部校验码：优先级与服务类型，提供3层的QoS 标识符、标志（3）、段偏移量（13）：上层来的数据到IP层会被分段，这几个字段用来对数据包进行标识，使在数据到达目的端重组的时候，不会乱序。
二、IP地址的表示
# 一个IPv4地址有32 bit。
# IPv4地址通常采用“点分十进制”表示。
# IPv4地址范围：0.0.0.0~255.255.255.255。
三、IP地址的分类
1.IP地址的分类
IP地址分为5类，A、B、C三类是常用地址，D类用于组播，E类用于试验和保留。
IP地址网络号字节数主机号字数第一个字节十进制范围A类131-126B类22128-191C类31192-223
2.A、B、C、三类IP地址的组成
A类地址：IP地址的前8位表示网络层，后24位表示主机ID。B类地址：IP地址的前16位表示网络层ID，后16位表示主机ID。C类地址：IP地址的前24位表示网络ID，后8位表示主机ID。 使用的位数越多，包含的组合就越多，可知A类地址较少的网络ID，但每个网络都具有大量的可用主机ID。
# A类地址详解： A类地址： 1~126 127被用做测试使用 网+主+主+主 : 2^24-2 ~=1600万个ip地址 （网络地址）：2^7（7是指本来网络部分一个地址占8位，但是前面固定了一个值为0，所以2的八次方减一） (主机地址）是等于：（2^24-2 ~=1600万个ip地址）： 减2的原因：00000000 00000000 00000000 00000000和01111111 11111111 11111111 11111111（全1和全0的都不要，是因为主机部分全为0表示网段号，全为1表示1表示广播地址。）# B类地址详解： B类地址： 128~191 网+网+主+主 2^16-2 网络地址：2^14 （2的16次减前面占了的两个值：10） 主机地址：2^16-2= 65534 减二的原因：10000000 00000000 00000000和10111111 11111111 11111111不要# C类地址详解： C类地址： 192~223 网+网+网+主 2^8-2 2^21 2^8-2 = 254
四、特殊的IP地址
特殊的IP地址不能用于普通主机地址。
网络地址：网络号不变，主机号全为0。（判断哪类为网络号/主机号）广播地址：网络号不变，主机号全为1。回送地址：第一字节的十进制为127。私有地址：满足企业用户在内部网络中使用的需求，私有地址不能在Internet上使用。
A类私有地址（10.0.0.0~10.255.255.255）B类私有地址（172.16.0.0~172.31.255.255）C类私有地址（192.168.0.0~192.168.255.255）
# 全球全球公网ip地址不足的问题： 1、公司内部使用私有ip地址 2、使用NAT技术，一个公司使用一个或者多个公网ip上网 私有ip---》nat ---》公网ip 公网ip---》nat ----》私有ip nat：network address translate 网络地址转换。---路由器这个设备将这个网络地址进行了转换。
# 在公网上使用的是ABC类ip地址 d类是组播地址 e类是保留地址，给科学研究使用的。 ==== LOOPBACK -->lo 回环地址：127.0.0.1这个地址用来测试本机的tcp/ip协议是正常工作，每台电脑都有这个地址-----自己、本机。 整个127开头的网段给测试使用，不在公网上使用。 主机部分全为0 ，表示网段号 主机部分全为1，表示广播地址。
五、IP地址的计算
1.Ip地址计算相关知识点
Ip地址：网络地址+主机地址
网络地址：主机位全0
广播地址：主机位全1
网络位24位，主机位8位
A类1~126B类128~191C类192~223
子网和主机数：
子网数= (n为网络位借主机位的位数)
主机数=（m为主机位数）
2.Ip地址计算例子
题目：已知一个IP地址是192.168.1.1，子网掩码是255.255.255.0，那么它的网络地址是多少？
（1）IP地址：192.168.1.1 转化为二进制
11000000.10101000.00000001.00000001
（2）子网掩码 255.255.255.0转化为二进制
11111111.11111111.11111111.00000000
（3）将IP地址和子网掩码进行 “与” 运算：
（4）转化成网络地址：192.168.1.0
（5）将网络地址的主机位全部变为1，得到广播地址。
（6）除去网络地址和广播地址，剩下的就是IP地址的范围：
192.168.1.1~192.168.1.254
根据IP地址和子网掩码计算
1、网络地址 2、广播地址 3、IP地址范围 4、该网段允许分配的主机数或者IP地址数
六、C语言IP地址知识
ip地址转换工具
int inet_aton(const char *cp, struct in_addr *inp);
struct sockaddr_in adr_inet;
if( !inet_aton("127.0.0.1",&adr_inet.sin_addr))
char *inet_ntoa(struct in_addr in);
str_addr = inet_ntoa(session->sin.sin_addr);
七、子网掩码
1.子网掩码概念
子网掩码，顾名思义，是用于遮挡或划分IP地址的一部分的工具。它的主要作用是帮助我们区分网络标识和主机标识。
与网络部分对应的位全为“1”，与主机部分对应的位全为“0”。
2.子网掩码的作用
# 切割网络，增加网络数。
# 判断主机位置。
# 确定网段号
3.32个二进制位
对应IP地址的网络部分用1表示 对应IP地址的主机部分用0表示 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
A、B、C三类地址的默认子网掩码： 默认掩码 A类地址：子网掩码255.0.0.0对应的二进制： 11111111.00000000.00000000.00000000 B类地址：子网掩码255.255.0.0对应的二进制： 11111111.11111111.00000000.00000000 C类地址：子网掩码255.255.255.0对应的二进制：11111111.11111111.11111111.00000000
八、子网划分
1.为什么要划分子网？
· IP地址空间的极大浪费。
· 一个广播域中PC数量过于庞大，网络可能被广播报文消耗大量的资源。
· 减少网络上的通信量，节省IP地址，便于网络管理，解决物理网络本身的某些问题。
· 满足不同网络对IP地址的需求，实现网络的层次性。
2.如何进行子网划分？
网络掩码和IP地址进行逐位“与”。
即网络位向主机位借位，从而是得网络部分的位数加长：
3. 子网掩码是怎样给IP地址划分的？
首先模拟器搭建拓扑图如下
配置PC机上的IPV4地址如下
打开PC1和PC2 ping 一下网端是通的
改掉IPv4 地址为1.1时，这个时候他们就不同网段了，这里PC2ping一下PC1是不通的，此时需要改成255.255.254
4.子网划分原理
子网掩码的位数也是32位，分4段，每段8位 子网掩码的位数对应于ip地址网络部分的位数 子网掩码的作用是用来确定网段的 有效ip地址段=网络部分（网段）+主机部分 路由器的作用是实现跨网段通信。
九、子网划分实例
1.实例1
&需求描述
# 用10.10.10.0/24 这个网段实现对公司5个部门以及服务器组的IP地址分配（包括管理地址及互联地址）
# 实现PC和所有内部部门互通
# RTA路由器的配置
# SW-3L交换机的配置
# 生产部交换机配置
2.子网划分应用
大网络划分成小网络：每个小网络里可以容纳多个个ip。 子网数：2^n,其中n为子网部分位数。 主机数：2^n-2;n是借了两位置之后的值。
3.小练习
1、将192.168.1.0/24 划分为4个小网段： 192. 168. 1. 0 11000000 10101000 0110 0011 00|000000（借两位）查看上面ip地址的组成中的所对应的的二进制 00|000000（0） 01|000000（64） 10|000000（128） 11|000000（128+64=192） 划分为4个网段：需要2^n>=4,所以n=2；所以就需要借两位：借两位就是00、01、10、11 所以可用的网段为： 每段可用的ip地址 广播地址 子网掩码 192.168.1.0 192.168.1.1~192.168.62 192.168.1.63 255.255.255.192（/26） 192.168.1.64 192.168.1.65-192.168.1.126 192.168.1.127 192.168.1.128 192.168.1.129-192.168.1.190 192.168.1.191 192.168.1.192 192.168.1.193-192.168.1.254 192.168.1.255 每段可用的ip地址的计算：全为0和1的都不取，所以从1开始，因为是借了两位，由公式：2^m-2;m是借了两位置之后的值：2^6(8-2)-2=62位。（1~62）+ 可用网段=可用ip地址 。 广播地址的计算：对于广播地址是主机部分全为0的表示网段号，全为1的表示广播地址。 所以全为0的是为00|000000=0，所以不取；全为1的：00|111111=63、01|111111（127）、10|111111（63+128=191）、11|111111（63+192=255）所以为广播地址。
所以子网掩码为：255.255.255.192（/26），其中的26位表示是借了两位之后，由24+2=26位。