IP 协议

网络层位于数据链路层与传输层之间。网络层中包含了许多协议，其中最为重要的协议就是 IP 协议。

网络层对上层协议隐藏了网络拓扑连接的细节，使传输层看来，通信的双方是之间连接的

IP 地址的组成

IP 地址分为网络部分和主机部分。 IP 地址由32个二进制位组成，通常用点分十进制形式表示。

在 IP 网络中，二进制和十六进制是常用的编码方式。

进制转换

地址的分类

私有地址范围

0.0.0      ~   10.255.255.255 
16.0.0    ~   172.31.255.255
168.0.0   ~   192.168.255.255

特殊的IP地址

网络地址：IP保留主机地址为0的地址，并用它来表示一个网络。如：140.10.0.0
直接广播地址：IP保留包含所有位全 1 的主机地址。
有限广播地址：IP保留所有位都是 1 的地址来表示有限广播。
本机地址：IP保留全 0 的地址指本计算机
回环地址（loopback address）：用于测试网络应用程序，IP保留网络前缀为127供回送时使用

划分子网

为什么要划分子网？

实现更小的广播域
减少网络拥塞
把大量用户放在单个网段上容易拥挤
更好的利用主机位

如何区分子网？

IP地址 = 网络ID + 主机ID
网络ID不动，主机ID = 子网位 + 主机位

子网掩码的表示方式

子网掩码如何表示？

点分十进制表示法：255.255.255.224
网络前缀长度表示法：/27（就是多少个 1）一般每位 8 个 1

如何通过子网掩码确定网络地址 => 逻辑与（&）

IP 地址 10000001 00111000 10111101 00101001（129.56.189.41）
子网掩码 11111111 11111111 11110000 00000000（255.255.240.0）
网络地址 10000001 00111000 10110000 00000000（129.56.176.0）

十进制和二进制对应数值

子网的计算方法

1、所选择的子网掩码会产生多少个子网？

$2^X$ (X 代表子网部分的掩码位数）

2、每个子网能有多少台主机？

$2Y - 2$

Y 代表余下主机的位数
y= 32 - 全子网掩码的位数

3、分段值（Block Size）

bs = 256 - 十进制的子网掩码

4、每个子网的广播地址 = 下个子网地址 - 1

5、每个子网的有效主机地址：

第一个主机地址：网络地址 + 1
最后一个主机地址：下个子网地址 - 2 或下个子网广播地址 - 1

127.0.0.1和0.0.0.0地址的区别

IPV4中，0.0.0.0地址被用于表示一个无效的，未知的或者不可用的目标。用作服务端，表示本机上的任意 IPV4 地址。

在服务器中，0.0.0.0指的是本机上的所有IPV4地址，如果一个主机有两个IP地址，192.168.1.1 和 10.1.2.1，并且该主机上的一个服务监听的地址是0.0.0.0,那么通过两个ip地址都能够访问该服务。

在路由中，0.0.0.0表示的是默认路由，即当路由表中没有找到完全匹配的路由的时候所对应的路由。

当一台主机还没有被分配一个IP地址的时候，用于表示主机本身。（DHCP分配IP地址的时候）

而 127.0.0.1属于{127,}集合中的一个，而所有网络号为127的地址都被称之为回环地址，所以回环地址！=127.0.0.1,它们是包含关系，即回环地址包含127.0.0.1。

回环地址：所有发往该类地址的数据包都应该被 loop back。

例题

1、网络地址 192.168.10.0；子网掩码 255.255.255.192（/26）,求子网数、主机数、网络地址、广播地址和主机地址范围。

1.X=2,子网数=2^2=4

2.Y=32-26=6 或 Y=8-2=6 主机数= 2^6-2=30

3.分段值（Block Size）bs=256-192=64;
第1个子网为192.168.10.0，
第2个子网为192.168.10.64，
第3个子网为192.168.10.128，
最后一个子网为192.168.10.192

4.广播地址=下个子网地址-1；
第 1 个子网广播地址 192.168.10.63，
第 2 个子网广播地址 192.168.10.127，
第 3 个子网广播地址 192.168.10.191，
第 4 个子网广播地址 192.168.10.255，

5.第2个子网有效主机地址范围：192.168.10.65~192.168.10.126

2、网络地址140.10.0.0，子网掩码是255.255.224.0（/19）,求子网数、主机数、第一个和最后一个子网的网络地址、广播地址和主机地址范围。

1.X=3,子网数=2^3=8

2.Y=32-19=13或Y=16-3=13 主机数= 2^(13)-2=8190

3.分段值（Block Size）bs=256-224=32;
所以第1个子网为140.10.0.0，
第2个子网为140.10.32.0 ，
最后一个子网为140.10.224.0 

4.广播地址=下个子网地址-1；第1个子网广播地址140.10.31.255，最后一个子网广播地址140.10.255.255

5.第1个子网有效主机地址范围：140.10.0.1~140.10.31.254
最后一个子子网有效主机地址范围：140.10.224.1~140.10.255.254

3、现有一个C类网络地址段 192.168.1.0/24，请使用变长子网掩码给三个子网分别分配IP地址。

可变长子网掩码缓解了使用缺省子网掩码导致的地址浪费问题，同时也为企业网络提供了更为有效的编址方案。

本例中需要使用可变长子网掩码来划分多个子网，借用一定数量的主机位作为子网位的同时，剩余的主机位必须保证有足够的IP地址供每个子网上的所有主机使用。

部门1：192.168.1.1/27-192.168.1.30/27
部门2：192.168.1.33/27-192.168.1.62/27
部门3：192.168.1.65/28-192.168.1.78/28

IP 地址的组成​

进制转换​

地址的分类​

私有地址范围​

特殊的IP地址​

划分子网​

子网掩码的表示方式​

子网的计算方法​

127.0.0.1和0.0.0.0地址的区别​

例题​