什么是IP地址与子网掩码?

1.什么是IP地址

IP地址是在计算机网络中用来定位一台计算机的编号,它由4个字节长度的数字来表示。IP地址可以理解为计算机在网络上的地址,就好像我们家里的通信地址。例如:192.168.1.64。
4个字节,每个字节是8位,也就是说每个字节的范围是0到255.

2.IP地址的构成

表示IP地址的4个字节又分成网络号和主机号两部分,网络号代表一个范围,主机号代表范围里的那个主机。在整个IP地址是4个字节固定长度的前提下,网络号占的长度越小,这个网络能容纳的主机就越多;网络号占的长度越大,这个网络能容纳的主机就越少。这个结合后面的IP地址分类就好理解了。

3.IP地址的分类

为什么要对IP地址进行分类哪?是为了充分的利用4个字节的长度,划分出更多的IP地址以供使用。
IP地址分为A,B,C,D,E五类,D类和E类不太常用,主要是分为A,B,C三类。
  • A类IP地址,第一个字节8位中前1位必须是0,后面的7位可以是0或1,也就是说第一个字节的数字范围是0到127。
  • B类IP地址,第一个字节8位中前2位必须是10,也就是说第一个字节的数字范围是128到191。
  • C类IP地址,第一个字节8位中前3位必须是110,也就是说第一个字节的数字范围是192到224。
这样,通过一个IP地址的第一个数字就可以判断它是哪一类的,比如,192.168.1.64,因为第一位是192,就可以知道它是一个C类的IP地址。

4.A,B,C类地址,网络号与主机号的分配比例

  • A类地址规定:第一个字节是网络号,后面3个字节是主机号。这样的话,A类地址可以容纳的主机数可以这样计算:
256 * 256 * 256 = 16777216
 16777216 - 2 = 16777214
      1. 第一个字节不考虑,后面三个字节会有256的3次方个排列组合
       2. 减2,是减掉了三个字节都是0和三个字节都是1的情况,这两种情况是不能用的。
也就是说A类网络在一个网段之下,可以容纳的主机个数是1600多万个。
  • B类网址规定:前两个字节是网络号,后两个字节是主机号。这样B类网址能容纳的主机个数就是256的2次方减2等于65534个。如果说B类网址的主机数还是太多的话,可用用C类网址。
  • C类网址规定:前3个字节是网络号,后1个字节是主机号。这样C类网址能容纳的主机个数就是256的1次方减2等于254个。
由此可以看出,对IP地址进行分类是为了充分利用资源,避免造成浪费。就好比说,一个小区能容纳一千户人家,可只有一百户人家住在里面,这就是浪费。这时候不如把小区的范围缩小,空出的地方就可以再分出其它的小区。也就是说,在IP地址是4个字节长度的前提下,尽可能多的容纳主机数
在实际应用当中,A类网址就适合主机数非常多的情况,比如网络运营商;B类网址适合主机数比较多的情况,例如大型的院校或是企业;C类网址适合主机数不多的情况,比如家庭或是小的企业。

5.子网掩码

子网掩码也是由4个字节组成,这点跟IP地址类似。子网掩码与IP地址的种类是有明确的对应关系的:
A类IP地址对应的子网掩码一定是225.0.0.0
B类IP地址对应的子网掩码一定是225.225.0.0
C类IP地址对应的子网掩码一定是225.225.225.0
IP地址与子网掩码做与运算之后得出来的就是网络号,比如,192.168.1.64与225.225.225.0做与运算,得出来的192.168.1.0就是网络号。在网络中找192.168.1.64这台主机的时候就是先找到192.168.1.0这个网络。

6.总结

1. 在计算机网络中是根据计算机的IP地址来定位一台计算机的,定位的过程需要先找到计算机的网络号。
2. 网络号的计算需要用到IP地址和子网掩码。子网掩码是固定的且与IP地址的类型对应。
3. 对IP地址进行分类是为了在固定的4个字节长度的IP地址编码规则下,充分利用不同的网络号以容纳更多的计算机。

7.后记

上面讲的IP地址分类规则是目前基于IPV4协议的。由于IPV4协议规则的限制,可容纳的IP地址数量相对于以后对于IP地址数量的需求来说,还是很少的。那怎么办哪,稳住别慌,IPV6它来了。

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