IP地址定義：互聯網協議地址（英語：Internet Protocol Address，又譯為網際協議地址），是IP Address的縮寫。IP地址是IP協議提供的一種統一的地址格式，它為互聯網上的每一個網絡和每一臺主機分配一個邏輯地址，所以它可以唯一標識IP網絡中的每臺設備，同時沒臺主機（計算機，網絡設備，外圍設備）必須具有唯一的地址。
IP地址相比于MAC地址，IP地址具有可管理性
IP地址由兩個部分組成：
-
網絡ID ：
標識網絡
每個網段分配一個網絡ID -
主機ID ：
標識單個主機
由組織分配給各設備
IP地址是一個32位二進制數（11000000101010000000000000000001）
我們一般將此32位二進制數劃分為四組位二進制8位數（11000000.10101000.00000000.00000001）
每組二進制8位數均可轉換成十進制數，使之更易讀（192.168.0.1）
有類地址
我們默認情況下把IP地址根據網絡ID分為A，B，C，D，E五個有類地址。有類地址分為公有地址和私有地址。除了私有地址以外，其他都是公有地址。
A類 0xxxxxxx.Y.Z.M（1-126）.Y.Z.M
前8位是網絡ID，后24位是主機ID
128個A類網絡
一個A網絡，主機數1677萬
私有地址：10.0.0.0 – 10.255.255.255
B類 10xxxxxx.xxxxxxxx.Y.Z（128-191）.Y.Z.M
前16位是網絡ID，后16位是主機ID
16384個B類網絡
一個B網絡，主機數65534
私有地址：172.16.0.0 – 173.31.255.255
C類 110xxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx.Y（192-223）.Y.Z.M
前24位是網絡ID，后8位是主機ID
200萬個C類網絡
一個C網絡，主機數254
私有地址：192.168.0.0 – 192.168.255.255
D類 1110xxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx.Y（224-239）.Y.Z.M
多播地址
E類 11110xxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx.Y（240-254）.Y.Z.M
研究用
無類地址
有類地址在實際使用中很不方便，一個A類地址可以分配1677臺主機，而一個企業基本不可能有這么多主機，這樣就會造成IP地址的浪費，而C類地址只有254個主機IP，對于企業來說遠遠不夠，分配多個C類地址對于管理非常不便。所以我們人為規定了另一種IP地址分配的方式–無類地址（CIDR 無類域間路由）。無類地址中的網絡ID位和主機ID位可以根據情況由公司自己分配
子網掩碼
網絡ID位與主機ID位由 子網掩碼 來區分
子網掩碼：32位二進制，對應網絡ID位為1，對應主機ID位為0。通過IP地址與子網掩碼的與運算來確定IP地址中的網絡ID位。
CIDR表示法：IP/網絡ID位數 示例：192.168.1.100/22
通過示例可以更清晰的看出子網掩碼的作用原理。
示例：
188.200.123.100/13
-
） 子網掩碼
255.248.0.0 -
） 網絡ID
188.200.123.100 & 255.248.0.0
188.200.0.0 -
） 網絡有多少個IP
2^19-2=524286 -
） 網絡中最小IP和最大IP
188.200.0.1
188.207.255.254
子網劃分
子網劃分： 一個大網段劃分成多個小網段，將原有網絡ID位向主機ID位借位。使網絡ID變多，主機ID變少。
劃分超網：多個小網合并成一個大網，主機ID位向 網絡ID位，網絡ID位變少，主機ID變多，從多個子網ID中，選出共同的ID位，作為新的大網的網絡ID
示例：
100.200.123.200/8 所在網絡劃分出8個子網
-
）每個子網的子網掩碼
255.224.0.0 -
）每個子網網絡有多少IP
2^21-2=2097150 -
）最小的子網中最小IP和最大IP
100.0.0.1
100.31.255.254 -
）最大的子網中最小IP和最大IP
100.224.0.1
100.255.255.254
133.222.210.200/19 所在網絡劃分出 16個子網
-
）原有網絡ID
133.222.192.0 -
）每個子網子網掩碼
255.255.254.0 -
）每個子網網絡有多IP
2^9-2=510 -
）最大的子網中最小IP和最大IP
133.222.222.1
133.222.223.255 -
）損耗了多少IP
2*(16-1)=30
總結
通過以上關于IP地址管理和優化的方法，以及有關子網掩碼與IP地址的運算，可以得出以下幾個公式，以便以后的計算和應用。
- 計算網絡數=2^可變的網絡ID位
- 可用的IP數=2^可變的主機ID位（32-網絡ID位）-2
- 網絡ID=IP 與 子網掩碼
- 劃分子網數=2^網絡ID位向主機ID位借的位數
- 劃分子網后損耗IP數=（劃分子網數-1）*2
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