深入理解IP地址 _地址

我们在浏览器中直接输入IP地址就可以访问某一个神秘的网站，那么这个IP地址是如何划分的呢？
IP，英文全写为，指TCP/IP网络体系中的网际互联协议，工作在OSI模型的网络层(简单了解即可) 。
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一、标准的IPv4地址划分规则
IP分为IPv4和IPv6，这篇文章主要讲述IPv4地址的划分。
在IPv4中规定使用4个字节表示，也就是一共32位二进制数表示，但是使用二进制的方式不方便人记忆，所以我们转换为十进制，也就是点分十进制法表示，每8位用一个英文句话分隔开来，一共分为四组。
IPv4一共划分为A,B,C,D,E这五类地址，如图所示。

文章插图
A类地址中的标识位是0，网络地址位占用7位，主机位24位。
B类地址中的标识位是10，网络地址占用14位，主机位16位。
C类地址中的标识位是110，网络地址占用21位，主机位8位。
但是D类地址和E类地址是不区分网络地址和主机地址的。

A类地址00000000 00000000 00000000 00000000 = 0.0.0.001111111 11111111 11111111 11111111 = 127.255.255.255A类地址范围：0.0.0.0 ~ 127.255.255.255实际能分配的范围：1.0.0.1 ~ 127.255.255.254B类地址10000000 00000000 00000000 00000000 = 128.0.0.010111111 11111111 11111111 11111111 = 191.255.255.255B类地址范围：128.0.0.0 ~ 191.255.255.255实际能分配的范围：128.0.0.1 ~ 191.255.255.254C类地址11000000 00000000 00000000 00000000 = 192.0.0.011011111 11111111 11111111 11111111 = 223.255.255.255C类地址范围：192.0.0.0 ~ 223.255.255.255实际能分配的范围：192.0.0.1 ~ 223.255.255.254D类地址11100000 00000000 00000000 00000000 = 224.0.0.011101111 11111111 11111111 11111111 = 239.255.255.255D类地址范围：224.0.0.0 ~ 239.255.255.255实际能分配的范围：224.0.0.1 ~ 239.255.255.254E类地址11110000 00000000 00000000 00000000 = 240.0.0.011110111 11111111 11111111 11111111 = 247.255.255.255E类地址范围：240.0.0.0 ~ 247.255.255.255实际能分配的范围：240.0.0.1 ~ 247.255.255.254

注意：
网络位和主机位全0，那么在本网络中表示本机，而在路由器中表示整个网络（它的作用是帮助路由器发送路由表中无法查询的包。如果设置了全零网络的路由，路由表中无法查询的包都将送到全零网络的路由中去）。网络位和主机位全1，表示本网的广播地址。网络位特定值，主机位全0表示一个网络。网络位特定值，主机位全1表示对特定网络上的所有主机进行广播。127.X.X.X是保留地址，用于循环测试。
所以实际上的能用的主机地址计算公式是
2 n ? 2 2^n-2 2n?2
其中n表示主机位数，这里比如C类地址主机位是8位，那么实际能被分配的最多IP数是
2 8 ? 2 = 254 2^8-2=254 28?2=254
B类地址最多能使用的IP数是
2 16 ? 2 = 65 , 534 2^{16}-2=65,534 216?2=65,534
A类地址最多能使用的IP数是
2 24 ? 2 = 16 , 777 , 214 2^{24}-2=16,777,214 224?2=16,777,214
这里解释一下为啥要减去2，因为全0和全1的情况是不能被使用的，是特殊的，所以要减去2 。
二、IPv4子网划分
什么是子网划分呢？为啥要有子网呢？
我们最常见的就是C类地址了，在C类地址中一共能标识254台主机，如果我们现在不需要那么多主机位呢？因为太多的主机位被浪费掉了，所以我们可以不可以让网络位向主机位中移动一定的位数呢？当是可以的，也就是出现了子网。
子网：向主机位借一定的位数。
IP = 网络段 + 子网段 + 主机段
三、子网掩码
由于子网划分的出现，我们无法快速知道网络位和主机位，所以提出了子网掩码的概念。通过IP与子网掩码进行按位与运算，最终的结果就是网络段地址。