IP地址定义：互联网协议地址（英语：Internet Protocol Address，又译为网际协议地址），是IP Address的缩写。IP地址是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，所以它可以唯一标识IP网络中的每台设备，同时没台主机（计算机，网络设备，外围设备）必须具有唯一的地址。
IP地址相比于MAC地址，IP地址具有可管理性
IP地址由两个部分组成：
-
网络ID ：
标识网络
每个网段分配一个网络ID -
主机ID ：
标识单个主机
由组织分配给各设备
IP地址是一个32位二进制数（11000000101010000000000000000001）
我们一般将此32位二进制数划分为四组位二进制8位数（11000000.10101000.00000000.00000001）
每组二进制8位数均可转换成十进制数，使之更易读（192.168.0.1）
有类地址
我们默认情况下把IP地址根据网络ID分为A，B，C，D，E五个有类地址。有类地址分为公有地址和私有地址。除了私有地址以外，其他都是公有地址。
A类 0xxxxxxx.Y.Z.M（1-126）.Y.Z.M
前8位是网络ID，后24位是主机ID
128个A类网络
一个A网络，主机数1677万
私有地址：10.0.0.0 – 10.255.255.255
B类 10xxxxxx.xxxxxxxx.Y.Z（128-191）.Y.Z.M
前16位是网络ID，后16位是主机ID
16384个B类网络
一个B网络，主机数65534
私有地址：172.16.0.0 – 173.31.255.255
C类 110xxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx.Y（192-223）.Y.Z.M
前24位是网络ID，后8位是主机ID
200万个C类网络
一个C网络，主机数254
私有地址：192.168.0.0 – 192.168.255.255
D类 1110xxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx.Y（224-239）.Y.Z.M
多播地址
E类 11110xxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx.Y（240-254）.Y.Z.M
研究用
无类地址
有类地址在实际使用中很不方便，一个A类地址可以分配1677台主机，而一个企业基本不可能有这么多主机，这样就会造成IP地址的浪费，而C类地址只有254个主机IP，对于企业来说远远不够，分配多个C类地址对于管理非常不便。所以我们人为规定了另一种IP地址分配的方式–无类地址（CIDR 无类域间路由）。无类地址中的网络ID位和主机ID位可以根据情况由公司自己分配
子网掩码
网络ID位与主机ID位由 子网掩码 来区分
子网掩码：32位二进制，对应网络ID位为1，对应主机ID位为0。通过IP地址与子网掩码的与运算来确定IP地址中的网络ID位。
CIDR表示法：IP/网络ID位数 示例：192.168.1.100/22
通过示例可以更清晰的看出子网掩码的作用原理。
示例：
188.200.123.100/13
-
） 子网掩码
255.248.0.0 -
） 网络ID
188.200.123.100 & 255.248.0.0
188.200.0.0 -
） 网络有多少个IP
2^19-2=524286 -
） 网络中最小IP和最大IP
188.200.0.1
188.207.255.254
子网划分
子网划分： 一个大网段划分成多个小网段，将原有网络ID位向主机ID位借位。使网络ID变多，主机ID变少。
划分超网：多个小网合并成一个大网，主机ID位向 网络ID位，网络ID位变少，主机ID变多，从多个子网ID中，选出共同的ID位，作为新的大网的网络ID
示例：
100.200.123.200/8 所在网络划分出8个子网
-
）每个子网的子网掩码
255.224.0.0 -
）每个子网网络有多少IP
2^21-2=2097150 -
）最小的子网中最小IP和最大IP
100.0.0.1
100.31.255.254 -
）最大的子网中最小IP和最大IP
100.224.0.1
100.255.255.254
133.222.210.200/19 所在网络划分出 16个子网
-
）原有网络ID
133.222.192.0 -
）每个子网子网掩码
255.255.254.0 -
）每个子网网络有多IP
2^9-2=510 -
）最大的子网中最小IP和最大IP
133.222.222.1
133.222.223.255 -
）损耗了多少IP
2*(16-1)=30
总结
通过以上关于IP地址管理和优化的方法，以及有关子网掩码与IP地址的运算，可以得出以下几个公式，以便以后的计算和应用。
- 计算网络数=2^可变的网络ID位
- 可用的IP数=2^可变的主机ID位（32-网络ID位）-2
- 网络ID=IP 与 子网掩码
- 划分子网数=2^网络ID位向主机ID位借的位数
- 划分子网后损耗IP数=（划分子网数-1）*2
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