一、IP地址
1、IP地址基本概念
IP地址在網(wǎng)絡(luò)層將不同的物理網(wǎng)絡(luò)地址統(tǒng)一到了全球唯一的IP地址上（屏蔽物理網(wǎng)絡(luò)差異），是唯一標(biāo)識(shí)互聯(lián)網(wǎng)上計(jì)算機(jī)的邏輯地址（相當(dāng)于手機(jī)號(hào)碼，可以通過(guò)唯一的手機(jī)號(hào)碼找到手機(jī)），所以IP地址也被稱為互聯(lián)網(wǎng)地址（可見(jiàn)其重要性）。
2、IP地址格式
我們目前常用的IPv4中規(guī)定，IP地址長(zhǎng)度為32位二進(jìn)制，在表示時(shí)，一般將32位地址拆分為4個(gè)8位二進(jìn)制，再轉(zhuǎn)為4個(gè)十進(jìn)制數(shù)表示，每個(gè)數(shù)字之間用點(diǎn)隔開，如127.0.0.1（localhost），這種描述方式被稱為“點(diǎn)分十進(jìn)制”。
IP地址層次：分為網(wǎng)絡(luò)號(hào)和主機(jī)號(hào)兩個(gè)層次。網(wǎng)絡(luò)號(hào)表示主機(jī)所屬網(wǎng)絡(luò)，主機(jī)號(hào)表示主機(jī)本身。網(wǎng)絡(luò)號(hào)與主機(jī)號(hào)的位數(shù)與IP地址分類有關(guān)。
3、IP地址分配
IP地址分配的基本原則是：要為同一網(wǎng)絡(luò)（子網(wǎng)、網(wǎng)段）內(nèi)不同主機(jī)分配相同的網(wǎng)絡(luò)號(hào)，不同的主機(jī)號(hào)。
4、IP地址常見(jiàn)分類
A類IP地址
一個(gè)A類IP地址由1字節(jié)的網(wǎng)絡(luò)地址和3字節(jié)主機(jī)地址組成，網(wǎng)絡(luò)地址的最高位必須是“0”， 地址范圍從1.0.0.0 到126.0.0.0。可用的A類網(wǎng)絡(luò)有126個(gè)，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)能容納1億多個(gè)主機(jī)。
B類IP地址
一個(gè)B類IP地址由2個(gè)字節(jié)的網(wǎng)絡(luò)地址和2個(gè)字節(jié)的主機(jī)地址組成，網(wǎng)絡(luò)地址的最高位必須是“10”，地址范圍從128.0.0.0到191.255.255.255。可用的B類網(wǎng)絡(luò)有16382個(gè)，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)能容納6萬(wàn)多個(gè)主機(jī) 。
C類IP地址
一個(gè)C類IP地址由3字節(jié)的網(wǎng)絡(luò)地址和1字節(jié)的主機(jī)地址組成，網(wǎng)絡(luò)地址的最高位必須是“110”。范圍從192.0.0.0到223.255.255.255。C類網(wǎng)絡(luò)可達(dá)209萬(wàn)余個(gè)，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)能容納254個(gè)主機(jī)。
D類地址用于多點(diǎn)廣播（Multicast）。
D類IP地址第一個(gè)字節(jié)以“1110”開始，它是一個(gè)專門保留的地址。它并不指向特定的網(wǎng)絡(luò)，目前這一類地址被用在多點(diǎn)廣播（Multicast）中。多點(diǎn)廣播地址用來(lái)一次尋址一組計(jì)算機(jī)，它標(biāo)識(shí)共享同一協(xié)議的一組計(jì)算機(jī)。
E類IP地址
以“l(fā)lll0”開始，為將來(lái)使用保留。
5、特殊的IP地址
**受限的廣播地址：**32位全“1”的IP地址，只能做目的地址，用于向本網(wǎng)內(nèi)部所有主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)包（路由器拒絕向外網(wǎng)發(fā)送廣播，隔離數(shù)據(jù)包在本網(wǎng)內(nèi)）。
直接廣播地址：網(wǎng)絡(luò)號(hào)全“1”，只能作目的地址，用于向目標(biāo)網(wǎng)內(nèi)所有主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)包（路由器接受向外網(wǎng)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包，意為廣播在全網(wǎng)有效），如C類IP所有主機(jī)255.255.255.主機(jī)號(hào)、B類IP所有主機(jī)255.255.主機(jī)號(hào)。
**本網(wǎng)絡(luò)本主機(jī)地址：**32位全零的IP地址對(duì)應(yīng)于當(dāng)前主機(jī)，只能做源地址。
本網(wǎng)特定主機(jī)地址：網(wǎng)絡(luò)號(hào)全零的IP地址表示本網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的特定主機(jī)（路由器拒絕目的地址為本網(wǎng)特定主機(jī)的數(shù)據(jù)包，意為只能向本網(wǎng)內(nèi)特定主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)包），只能做目的地址。
環(huán)回地址就是網(wǎng)絡(luò)ID為127的IP地址，用于一臺(tái)主機(jī)的客戶端與服務(wù)器端通過(guò)TCP\IP進(jìn)行通信或者本機(jī)進(jìn)程間通信，一般在自己的主機(jī)上進(jìn)行軟件開發(fā)測(cè)試時(shí)候會(huì)用到的localhost(127.0.0.1)就是環(huán)回地址。
在IP地址3種主要類型里，各保留了3個(gè)區(qū)域作為私有地址，其地址范圍如下：
A類地址：10.0.0.0～10.255.255.255
B類地址：172.16.0.0～172.31.255.255
C類地址：192.168.0.0～192.168.255.255
二、子網(wǎng)掩碼
子網(wǎng)掩碼 又叫網(wǎng)絡(luò)掩碼、地址掩碼
上面我們說(shuō)到IP地址分為網(wǎng)絡(luò)號(hào)與主機(jī)號(hào)，但是路由如何區(qū)分網(wǎng)絡(luò)號(hào)與主機(jī)號(hào)呢？就需要通過(guò)子網(wǎng)掩碼。子網(wǎng)掩碼必須與IP地址結(jié)合使用，A、B、C類的子網(wǎng)掩碼分別為255.0.0.0，255.255.0.0與255.255.255.0（網(wǎng)絡(luò)號(hào)字節(jié)為255，主機(jī)號(hào)字節(jié)為0）。
也就是說(shuō)給你一個(gè)IP地址，那么怎么知道它的網(wǎng)絡(luò)號(hào)和主機(jī)號(hào)各是多少位呢？
如果不指定，就不知道哪些位是網(wǎng)絡(luò)號(hào)、哪些是主機(jī)號(hào)，這就需要通過(guò)子網(wǎng)掩碼來(lái)實(shí)現(xiàn)
子網(wǎng)掩碼的重要作用：就是將某個(gè)IP地址劃分成網(wǎng)絡(luò)地址和主機(jī)地址兩部分。
子網(wǎng)掩碼的位數(shù)就是網(wǎng)絡(luò)的位數(shù)。A類網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)位數(shù)是8位，子網(wǎng)掩碼就是255.0.0.0，B類網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)位數(shù)是16位，子網(wǎng)掩碼是255.255.0.0，C類是24位，255.255.255.0。
以C類IP地址192.168.1.2為例使用子網(wǎng)掩碼劃分網(wǎng)絡(luò)號(hào)與主機(jī)號(hào)。
當(dāng)然，在計(jì)算主機(jī)號(hào)時(shí)，可不用取反子網(wǎng)掩碼二進(jìn)制，直接令其與IP地址異或即可。
例1 不同子網(wǎng)下的主機(jī)能否直接通信（是否在同一網(wǎng)絡(luò)/段下）
假設(shè)兩個(gè)IP地址分別是172.20.0.18和172.20.1.16，子網(wǎng)掩碼都是255.255.255.0。
我們可以知道兩者的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)分別是172.20.0和172.20.1，無(wú)法直接通信，也就無(wú)法PING通。要想能相互通信，需要將子網(wǎng)掩碼改成255.255.0.0
例2 如何理解172.20.1.0/26
上文中的26代表主機(jī)ID的掩碼地址長(zhǎng)度，從前往后有26位，即子網(wǎng)掩碼的地址是255.255.255.192。
子網(wǎng)掩碼還可以用來(lái)將網(wǎng)絡(luò)劃分為更小的子網(wǎng)，將IP的兩極結(jié)構(gòu)擴(kuò)充成三級(jí)結(jié)構(gòu)，節(jié)約地址空間，減輕路由器負(fù)擔(dān)。
子網(wǎng)掩碼的劃分
如果要將一個(gè)網(wǎng)絡(luò)劃分為多個(gè)子網(wǎng)，如何確定子網(wǎng)掩碼？步驟如下：
第一步：將要?jiǎng)澐值淖泳W(wǎng)數(shù)目轉(zhuǎn)換為2的m次方。如果不是恰好是2的多少次方，則按照取大原則。
第二步：將上一步確定的冪m按照高序占用主機(jī)地址前m位，再轉(zhuǎn)化為十進(jìn)制。如m為3，表示主機(jī)位中有3位被劃分為網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)號(hào)占用，因網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)號(hào)都為1，故如是C類地址，主機(jī)號(hào)對(duì)應(yīng)的字節(jié)變?yōu)?1100000，轉(zhuǎn)化為十進(jìn)制后為224，故子網(wǎng)掩碼為255.255.255.224，如果是B類網(wǎng)絡(luò)，則子網(wǎng)掩碼為255.255.224.0。
網(wǎng)關(guān)
網(wǎng)關(guān)（Gateway）又稱網(wǎng)間連接器，就是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)連接到另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的“關(guān)口”。
網(wǎng)關(guān)實(shí)質(zhì)上是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)通向其他網(wǎng)絡(luò)的IP地址。比如有網(wǎng)絡(luò)A和網(wǎng)絡(luò)B，網(wǎng)絡(luò)A的IP地址范圍為“192.168.1.1~192. 168.1.254”，子網(wǎng)掩碼為255.255.255.0；網(wǎng)絡(luò)B的IP地址范圍為“192.168.2.1~192.168.2.254”，子網(wǎng)掩碼為255.255.255.0。在沒(méi)有路由器的情況下，兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)之間是不能進(jìn)行TCP/IP通信的，即使是兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)連接在同一臺(tái)交換機(jī)(或集線器)上，TCP/IP協(xié)議也會(huì)根據(jù)子網(wǎng)掩碼(255.255.255.0)判定兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的主機(jī)處在不同的網(wǎng)絡(luò)里。而要實(shí)現(xiàn)這兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)之間的通信，則必須通過(guò)網(wǎng)關(guān)。如果網(wǎng)絡(luò)A中的主機(jī)發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)包的目的主機(jī)不在本地網(wǎng)絡(luò)中，就把數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)給它自己的網(wǎng)關(guān)，再由網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)發(fā)給網(wǎng)絡(luò)B的網(wǎng)關(guān)，網(wǎng)絡(luò)B的網(wǎng)關(guān)再轉(zhuǎn)發(fā)給網(wǎng)絡(luò)B的某個(gè)主機(jī)(如附圖所示)。網(wǎng)絡(luò)B向網(wǎng)絡(luò)A轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包的過(guò)程。
所以說(shuō)，只有設(shè)置好網(wǎng)關(guān)的IP地址，TCP/IP協(xié)議才能實(shí)現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)之間的相互通信。那么這個(gè)IP地址是哪臺(tái)機(jī)器的IP地址呢？網(wǎng)關(guān)的IP地址是具有路由功能的設(shè)備的IP地址，具有路由功能的設(shè)備有路由器、啟用了路由協(xié)議的服務(wù)器(實(shí)質(zhì)上相當(dāng)于一臺(tái)路由器)、代理服務(wù)器(也相當(dāng)于一臺(tái)路由器)。
