-
彻底明白
IP
地址
-
完整版（含
CIDR
讲解）
不管是学习网络还是上网，
IP
地址都是出现频率非常高的词。
Windows
系统中
设置
IP
地址的界面如图
1
所示，图中出现了
IP
地址、子网掩码、默认网关
和
DNS
服务器这几个需要设置的地方，只有正确设置，
网络才能通，
那这些名词都是什么意思呢学习
IP
地址的相关知识时还会遇到网络地址、
广播地址、
子网等
概念，这些又是什么意思呢
图
1
要解答这些问题，先看一个日常生活中的例子。如图
2
所示，住在北大街的住户要能互相找到对方，
必须各自都要有个门牌号，这个门牌号就是各家的地址，门牌号的表示方法为：北大街
< br>+XX
号。假如
1
号
住户要找
6
号住户，过程是这样的，
1
号在大街上喊了一声：
谁
是
6
号，请回答。
，这时北大街的住户
都听到了，但只有
6
< br>号作了回答，这个喊的过程叫
广播
，北大街的所有用户就是他的广播范围，假如北
大街共有
20
个用户，那广播地址就是：北大街
<
/p>
21
号。也就是说，北大街的任何一个用户喊一声能让
广
播地址
-1
个用户听到。
图
2
从这个例中可以抽出下面几个词：
街道地址：北大街，如果给该大街一个地址则用第一个住户的地址
-1
，此例为：北大街
0
号
住户的
号：如
1
号、
2
号等。
住户的地址：街道地址
+XX
号，如北大街
1
号、北大街
2
号等
广播地址：最后一个住户的地址
+1
，此例为：北大街
21
号
I
nternet
网络中，
每个上网的计算机都有一个像上述例子
的地址，
这个地址就是
IP
地址，
是分配给网络
设备的门牌号，为了网络中的计算机能够互相访问，<
/p>
IP
地址
=
网络
地址
+
主机地址，图
1
中的
IP
地址是，这
个地址中
包含了很多含义。如下所示：
网络地址（相当于街道地址）：
主机地址（相当于各户的门号）：
0.0.0.1
IP
地址（相当于住户地址）：
网络地址
+
主机地址
=
广播地址：
这些地址是如何计算出来
的呢为什么计算这些地址呢要想知道如何，先要明白一个道理，学习网络的
目的就是如何
让网络中的计算机相互通讯，也就是说要围绕着
通
这个字来学习和理解网络中的概念，而
不是只为背几
个名词。
注：是私有地址，不能直接在
Internet
网络中
应用，上
Internet
要转为公有地址，详细说明见后文。
一、为什么要计算网络地址
一句话就是让网络中的计算机能够相互通讯。先看看最简单的网络，图
< br>3
中是用网线（交叉线）直接
将两台计算机连起来。下面
是几种
IP
地址设置，看看在不同设置下网络是通还是不通。<
/p>
1
、设置
1
号机的
IP
地址为子网掩码为；
2
号机的
IP
地址为子网掩码为，这样它们就能正常通讯。
2
、如果
1
号机地址不变，将
2
号机的
IP
地址改为子网掩码还
是为，那这两台就无法通讯。
3
、
设置
1<
/p>
号机的
IP
地址为子网掩码为，
2
号机的
IP
地址为子
网掩码为，
注意和第
1
种情况的区别在
于
子网掩码，
1
为本例是，这两台计算
机就不能正常通讯。
图
3
第
1
种情况能通是因为这两台计算机处
在同一网络，所以能通，而
2
、
3
种情况下两台计算机处在不同
的网络，所以不通。
< br>
这里先给个结论
：用网线直接连接或通过
HUB
或普通交换机间连接的计算机之
间要能够相互通，计算
机必须要在同一网络，也就是说它们的网络地址必须相同，而且主
机地址必须不一样。如果不在一个网络
就无法通。
这就像我们上
面举的例子，
同是北大街的住户由于街道名称都是北大街，
且各
自的门牌号不同，
所以能够相互找到对方。
计算网络地址就是判断网
络中的计算机是否在同一网络，在就能通，不在就不能通。注意，这里说的
是否在同一网
络指的是
IP
地址而不是物理连接。那么如何计算呢
二、如何计算网络地址
<
/p>
我们日常生活中的地址如：北大街
1
号，
从字面上就能看出街道地址是北大街，而我们从
IP
地址中却<
/p>
难以看出网络地址，要计算网络地址，必须借助我们上边提到过的子网掩码。
计算过程是
这样的，将
IP
地址和子网掩码都换算成二进制，然后进行与运
算，结果就是网络地址。与
运算如下所示，上下对齐，
1
位
1
位的算，
1
与
1 = 1
，其余组合都为
0
图
4
例如：计算
IP
地址为：子网掩码是的网络地址步骤如下：
1
）将
IP
地址和子网掩码分别换算成二进制
< br>
换算成二进制为
·
< br>01100011·
·
00110010
换算成二进制为
·
< br>·
·
00000000
2
）将二者进行与运算
图
5
3
）将运算结果换算成十进
制，这就是网络地址。
·
01100011·
·
00000000
换算成十进制就是
现在我们就可以解答上面三种情况的通与不通的问题了。
1
、从下面运算结果可看出两计算机的网络地址都为且
IP
地址不同，所以可以通。
图
6
2
、从下面运算结果可以看出
1
号机的网络地址为；
2
号机的网络地址为
不在一个网络，所以不通。
图
7
3
、从下面运算结果可以看出
1
号机的网络地址为，
2
号机的网络地址为
不在一个网络，所以不通
图
8
看到这里大家应该明白为何要计算网络地址和如何计
算了，但也许还有很多疑问，如
IP
地址为什么写
成这样，子网掩码到底是怎么回事等等，别急，下面慢慢介绍。
三、
IP
地址的介绍
<
/p>
1
、
IP
地址的
表示方法
IP
地址
=
网络号
+
主机号
如果把整个
Internet
网作
为一个单一的网络，
IP
地址就是给每个连在
< br>Internet
网的主机分配一个全世
界范围内唯一的
标示符，
Internet
管理委员会定义了
< br>A
、
B
、
C
、
D
、
E
五类地址，在每类地址中，还规定了
网络编号和主机编号。在<
/p>
TCP/IP
协议中，
IP
地址是以二进制数字形式出现的，共
32bit<
/p>
，
1bit
就是二进制
< br>中的
1
位，
但这种形式非常不适
用于人阅读和记忆。
因此
Internet
管理委员会决定采用一种
点分十进制表
示法
表示
IP
地址：面向用户的文档中，由四段构成的
32
比特的
IP
地址被直观地表示为四个以圆点隔开
的
十进制整数，其中，每一个整数对应一个字节（
8
个比特为一个
字节称为一段）
。
A
、
B
、
C
类最常用，下
面加以介绍。本文介绍的都是版本
4
的
IP
地址，称为
IPv4.
从上图可以看出：
A
类地址：
A
类地址的网络标识由第一组
8
位二进制数表示，
A
类地址的特点是网络标识的第一位二进制
数取值必须为
。不难算出，
A
类地址第一
个地址为
00000001
，最后一个地址是
< br>01111111
，换算成十进
制就是
< br>127
，其中
127
留作保留地
址，
A
类地址的第一段范围是：
1
～
126
，
A
类地址允许有
2
7
-2=126
个网
段
< br>（减
2
是因为
0
不用，
127
留作它用）
，<
/p>
网络中的主机标识占
3
组
8
位二进制数，
每个网络允许有
2
24
-2=
台主机（减
2
是因为全
0
地址为网络
地址，全
1
为广播地址，这两个地址一般不分配给主机）
。通常分配
给拥有大量主机的网络。
B
类地址：
B
类地址的网络标识由前两组
8
位二进
制数表示，网络中的主机标识占两组
8
位二进制数，
B
类地址的特点是网络标识的前两位二进制数取值必须为
< br>
。
B
类地址第一个地址为，最后一个地址是，
换算成十进制
B
类地址第一段范围就是
128
～
191
，
B
类地址允许有<
/p>
2
14
=16
384
个网段，网络中的主机标
识占
2
组
8
位二进制数，每个网络允许有
2
16
-2=65534
< br>台主机，适用于结点比较多的网络。
Internet
有
16383(2
14
-1)
个
B
类地址
(
因为
B
类网络地址是不指派的，而可以指派的最小
地址为）
。
C
类地址：
C
类地址的网络标识由前
3
组
8
位二进制数表示，网络中主机标识
占
1
组
8
位二
进制数
C
类地
址的特点是网络标识的前
3
位二进制数取值必须为
。
C
类地址第一个地址为，最后一个地址是，换算<
/p>
成十进制
C
类地址第一段范围就是
192
～
223
，<
/p>
C
类地址允许有
2
21
=2097152
个网段，网
络中的主机标识
占
1
组
8
位二进制数，每个网络允许有
2
8
-2=
254
台主机，适用于结点比较少的网络。
有
些人对范围是
2
x
不太理解，举个简单
的例子加以说明。如
C
类网，每个网络允许有
< br>2
8
-2=
254
台主
机是这样来的。因为
C
类网的主机位是
8
位，变化如下
:
00000000
00000001
00000010
00000011
……
除去
00000000
和不用外，
从
00000001
< br>到共有
254
个变化，
也就是<
/p>
2
8
-2
个。<
/p>
下图是
IP
地址的使用范围。
2
、几个特殊的
IP
地址
1
）私有地址
上面提到
IP
地址在全世界范围内唯一，看到这句话你可能有这样的疑问，像这样的地址在许多
地方都
能看到，并不唯一，这是为何
Internet
管理委员会规定如下地址段为私有地址，私有地址可以自己组网时
用，<
/p>
但不能在
Internet
网上用，
Internet
网没有这些地址的路由，
有这些地址的计算机要上网必须转换成为
合法的
IP
地址
,
也称为公网地址，这就像有多到的世界公园
，每个公园内都可命名相同的大街，如香榭丽
舍大街，
但对外我
们只能看到公园的地址和真正的香榭丽舍大街。
下面是
A
、
B
、
C
类网络中的私有地址段。
你自己组网时就可以用这些地址了。
10.0.0.0
～
2
）保留地址
如果你的
IP
地址是自动获取
IP<
/p>
地址，
而你在网络上又没有找到可用的
D
HCP
服务器，
这时你将会从
B
类的保留地址到中临时获得一个
IP
地址。<
/p>
3
）回送地址
A
类网络地址
127
< br>是一个保留地址，
用于网络软件测试以及本地机进程间通信，
叫做回送地址
（
loopback
address
）
。无论什么程序，一旦使用回送地址发送数
据，协议软件立即返回之，不进行任何网络传输。含
网络号
12
7
的分组不能出现在任何网络上。
小技巧：
Ping
如果反馈信息失败
,
说明
IP
协议栈有错
,
必须重新安装
TCP/IP
协议。如果成功
,ping
本机
IP
地址
,
如
果反馈信息失败
,
说明你的网卡不能和
IP
协议栈进行通信。
如果网卡没接网线，用本机的一些服务如
Sql Server
、
IIS
等就可以用这个地址。
4
）广播地址
<
/p>
TCP/IP
规定，主机号全为
的网络地址用于广播之用，叫做广播地址。所谓广播，指同时向同一子网
所有主机发送报文。
5
）网络地址
TCP/IP
协议规定，各位全为
的
网络号被解释成
本
网络。由上可以看出：一、含网络号
127
的分组
不能出现在任何网络上；二、主机和网关不能为该地址广播任何寻径信息。由以上规定可以看出，
主机号
全
全
<
/p>
的地址在
TCP/IP
协议中有特殊含义
，一般不能用作一台主机的有效地址。
3
、子网掩码
从上面的例子可以看出，
子网掩码的作用就是和
IP
地址与运算后得出网络地址，
子网掩码也是
32
bit
，
并且是一串
1
后跟随一串
0
组成，其中
1<
/p>
表示在
IP
地址中的网络号对应的位数，
而
0
表示在
IP
地址中主
机对应的位数。
1
）标准子网掩码
A
类网络（
1 -
126
）
缺省子网掩码：
255·
0·
0·
0
255·
0·
0·
0
换算成二进制为
·
00000000·
00000000·
00000000
可以清楚地看出前<
/p>
8
位是网络地址，后
24
位是主机地址，也就是说，如果用的是标准子网掩码，看
第一段地址即可看出是
不是同一网络的。如
21.0.0.
和，第一段为
21
属于
A
类，如果用的是
默认的子网掩
码，那这两个地址就是一个网段的。
B
类网络（
128 -
191
）
缺省子网掩码：
255·
255·
0·
0
C
类网络（
192 -
223
）
缺省子网掩码：
255·
255·
255·
0
B
类、
C
类分析同上。
2
）
特殊的子网掩码
< br>标准子网掩码出现的都是
255
和
0
的组合，在实际的应用中还有下面的子网掩码
255·
128·
< br>0·
0
255·
192·
0·
0
。
。
。
。
。
。
255·
255·
192·
0
255·
255·
240·
0
。
。
。
。
。
。
255·
255·
255·
248
255·
255·
< br>255·
252
这些子网掩
码又是什么意思呢这些子网掩码的出现是为了把一个网络划分成多个网络。
还记得上面的例子吗如下所示：
19
2·
168·
0·
1
< br>和
192·
168·
0·
200
如果是默认掩码两个地址就是一个网络的，
如果掩码变为这样各地址就不属于一个网络了。下面将对子网划分作详细介绍。
当子网掩码为
255
·
255
·
255
·
0
时，
通过下式计算网
络地址为
·
·
00000000
·
00000001
192
·
168
·
0
·
200
··
00
000000
·
255
·
255
·
255
·
0
···
00000000
当子网掩码为
255
·
2
55
·
255
·
192
时，通过下式计算网络地址为
192
·
1
68
·
0
·
1
··
00000000
·
< br>00000001
192
·
168
·<
/p>
0
·
200
··
00000000
·
255
·
255
·
255
·
192
···
四、通过
IP
地址和子网掩码与运算计算相关地址
知道
ip
地址和子网掩码后可以算出：
1
、
网络地址
2
、
广播地址
3
、
地址范围
4
、
本网有几台主机
例
1
：下面例子
IP
地址为
192·
168·
100·
5
子网掩码是
255·
255·
255
·
0
。算出网络地址、广播地址、地址范
围、主机数。
一）分步骤计算
1
）
将
IP
地址和子网掩码换算为二进制，子网掩码连续全
1
的是网络地址，后面的是主机地址。
虚线
前为网络地址，虚线后为主机地址
2
）
IP
地址和子网掩码进行与运算，结果是网络地址
3
）
将上面的网络地址中的网络地址
部分不变，主机地址变为全
1
，结果就是广播地址。
4
）
地址范围就是包含在本网段内的所有主机
网络地址加
1
即为第一个主机地址，广播地址减
1
即为最后一个主机地址，由此可以看出
地址范围是：
网络地址
+1
至
广播地址
-1
本例的网络范围是：
192·
168·
100·
1
至
192·
168·
100·
254
也就是说下面的地址都是一个网段的。
192·
168·
< br>100·
1
、
192·
168·
100·
2
。。。
192·
168·
100·
20
。。。
192·
168·
100·
111
。。。
192·
168·
100·
254
5
）
主机的数量
主机的数量
= 2
二进制的主机位数
- 2
< br>减
2
是因为主机不包括网络地址和广播地址。本例二进制
的主机位数是
8
位。
主机的数量
=
2
8
–
2 = 254
二）总体计算
我们把上边的例子合起来计算一下过程如下：
例
2
：
IP
地址为
128·
36·
199·
3
子网掩码是
255·
255·
240·
0
。
算出网络地址、
广播地址
、
地址范围、
主机数。
1
）
将
IP
地址和子网掩码换算为二进制，子网掩码连续全
1
的是网络地址，后面的是主机地址，
虚线
前为网络地址，虚线后为主机地址
2
）
IP
地址和子网掩码进行与运算，
结果是网络地址
3
）将运算结果中的网络地
址不变，主机地址变为
1
，结果就是广播地址。
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