從零開始學IP地址：分類規劃到子網劃分，網路基礎一次搞定

文章目錄

• • 一、IP地址的格式
• • 二、IP地址的分類
• •
• • 2.1 IP地址的組成部分
• • 2.2 IP地址分類
• •
• • 常用A、B、C三類IP地址的組成
• • 私有IP地址
• • 2.3 子網掩碼
• •
• • A、B、C三類地址的預設子網掩碼
• • 三、二進位制與十進位制
• •
• • 3.1 二進位制
• • 3.2 十進位制
• • 四、IP地址的規劃
• •
• • 4.1 子網劃分的原因
• • 4.2 根據IP地址分類劃分子網
• • 4.3 子網劃分的原理
• •
• • 子網劃分理解
• • C類地址劃分
• • 4.4 判斷IP地址的可用性
• •
• • 例：子網地址與廣播地址計算
• • 4.5 子網劃分的軟硬規則
• •
• • 軟規則
• • 硬規則
• • 4.6 IP地址規劃的原則
• •
• • 規劃原則
• • IP地址規劃注意事項
• • 4.7 拓展：VLSM（可變長子網掩碼）
• •
• • 介紹
• • VLSM的優點
• • VLSM的實現步驟
• • 示例
• • 步驟1：確定子網需求
• • 步驟2：計算子網掩碼
• • 步驟3：劃分子網
• • 步驟4：分配IP地址
• • VLSM與FLSM對比
• • 總結

一、IP地址的格式

• • 唯一性：每個IP地址在同一時間內唯一標識一個裝置。
• • 結構：IP地址由兩部分組成，分別是網路部分和主機部分。

二、IP地址的分類

2.1 IP地址的組成部分

• • 網路部分（Network）：用於識別子網或網路。
• • 主機部分（Host）：用於識別網路中的具體裝置。

2.2 IP地址分類

常用A、B、C三類IP地址的組成

私有IP地址

• • A類：10.0.0.0 ~ 10.255.255.255
• • B類：172.16.0.0 ~ 172.31.255.255
• • C類：192.168.0.0 ~ 192.168.255.255

2.3 子網掩碼

• • 網路部分：用1表示
• • 主機部分：用0表示

• • 與運算規則：
• • 0和任何數相與都等於0
• • 1和任何數相與都等於任何數本身

A、B、C三類地址的預設子網掩碼

• • A類：255.0.0.0
• • B類：255.255.0.0
• • C類：255.255.255.0

三、二進位制與十進位制

3.1 二進位制

• • 特點：
• • 基數為2
• • 數值部分用0和1表示
• • 逢二進一
• • 二進位制轉換為十進位制的方法：
• • 上標法：將二進位制數每一位乘以對應的2的冪次，然後相加。（上標法，加一加）

3.2 十進位制

• • 特點：
• • 基數為10
• • 數值部分用0、1、2、3、4、5、6、7、8、9表示
• • 逢十進一
• • 十進位制轉換為二進位制的方法：
• • 餘數法：不斷除以2，記錄餘數，然後將餘數逆序排列。（餘數法，順一把）

四、IP地址的規劃

4.1 子網劃分的原因

• • 滿足不同網路對IP地址的需求
• • 實現網路的層次性
• • 節省IP地址

4.2 根據IP地址分類劃分子網

• • 有類地址：有類地址是一種傳統的IP地址分配方法，將IP地址劃分為五類：A類、B類、C類、D類和E類。每一類有固定的網路和主機部分比例，且子網掩碼也有預設值。 例如A類地址掩碼8位、B類地址掩碼16位、C類地址掩碼24位。
• • 無類地址：也稱為無類別域間路由（CIDR，Classless Inter-Domain Routing），是一種靈活的IP地址分配和路由方法，不受有類地址的固定子網掩碼限制。無類地址允許根據實際需求劃分子網，從而更有效地利用IP地址。 簡單來說，就是根據需求對IP地址進行子網劃分，使劃分後的IP地址不再具備有類地址的特徵。

4.3 子網劃分的原理

子網劃分理解

• • 步驟：將主機位劃分到網路位，增加子網位。

C類地址劃分

• • IP地址經過一次子網劃分後，被分為三個部分：網路位、子網位和主機位。
• • 子網數：2^n，其中n為子網部分位數。
• • 有效主機數：2^N-2，其中N為主機部分位數。

4.4 判斷IP地址的可用性

例：子網地址與廣播地址計算

1. 1. 寫出IP地址的二進位制形式：
• • 159.64.25.100 = 10011111.01000000.00011001.01100100
2. 2. 寫出子網掩碼的二進位制形式：
• • /25表示子網掩碼有25位1，即：11111111.11111111.11111111.10000000
• • 子網掩碼：255.255.255.128
3. 3. 計算子網地址：
• • 將IP地址和子網掩碼按位進行“與”運算：
• • 10011111.01000000.00011001.01100100
• • 11111111.11111111.11111111.10000000
• • 結果：10011111.01000000.00011001.00000000
• • 子網地址：159.64.25.0
4. 4. 計算廣播地址：
• • 子網地址的主機部分全為1：
• • 10011111.01000000.00011001.01111111
• • 廣播地址：159.64.25.127

• • 子網地址：159.64.25.0
• • 廣播地址：159.64.25.127

  

4.5 子網劃分的軟硬規則

軟規則

• • 例：給某大廈的10層分配地址192.168.10.0/24，12層分配192.168.12.0/24。

硬規則

• • 例：檢視網路設計，包括每個部門擁有的主機數，確定需要的子網數，每個子網需要的IP地址數和使用的掩碼。

4.6 IP地址規劃的原則

規劃原則

• • 唯一性：每個IP地址唯一標識一個裝置。
• • 可擴充套件性：規劃時考慮到未來擴充套件的需求。
• • 連續性：地址分配應儘量連續，避免碎片化。
• • 實意性：IP地址的分配應有實際意義，便於管理。

IP地址規劃注意事項

• • 互聯地址：用於路由器間的互聯。
• • Loopback地址：用於裝置的自環測試。
• • 閘道器地址：網路的出入口地址。

4.7 拓展：VLSM（可變長子網掩碼）

介紹

VLSM的優點

1. 1. 提高地址利用率：透過精確地劃分子網，減少了IP地址的浪費。
2. 2. 靈活性更高：可以根據不同子網的需求分配不同長度的子網掩碼，適應多種網路規模。
3. 3. 更有效的路由管理：減少路由表的條目數量，提高路由效率。

VLSM的實現步驟

1. 1. 確定子網需求：分析網路需求，確定每個子網所需的主機數量。
2. 2. 計算子網掩碼：根據每個子網的主機數量計算所需的子網掩碼。
3. 3. 劃分子網：從網路地址開始，按需分配子網掩碼，將網路劃分為不同的子網。
4. 4. 分配IP地址：將子網劃分後生成的IP地址塊分配給各個子網。

示例

• • 子網1：需要50個主機
• • 子網2：需要20個主機
• • 子網3：需要10個主機
• • 子網4：需要5個主機

步驟1：確定子網需求

1. 1. 子網1：50個主機需要6位主機位（2^6 = 64，減去網路地址和廣播地址，實際可用62個）。
2. 2. 子網2：20個主機需要5位主機位（2^5 = 32，減去網路地址和廣播地址，實際可用30個）。
3. 3. 子網3：10個主機需要4位主機位（2^4 = 16，減去網路地址和廣播地址，實際可用14個）。
4. 4. 子網4：5個主機需要3位主機位（2^3 = 8，減去網路地址和廣播地址，實際可用6個）。

步驟2：計算子網掩碼

1. 1. 子網1：/26（255.255.255.192）
2. 2. 子網2：/27（255.255.255.224）
3. 3. 子網3：/28（255.255.255.240）
4. 4. 子網4：/29（255.255.255.248）

步驟3：劃分子網

1. 1. 子網1：192.168.1.0/26
• • 地址範圍：192.168.1.0 – 192.168.1.63
2. 2. 子網2：192.168.1.64/27
• • 地址範圍：192.168.1.64 – 192.168.1.95
3. 3. 子網3：192.168.1.96/28
• • 地址範圍：192.168.1.96 – 192.168.1.111
4. 4. 子網4：192.168.1.112/29
• • 地址範圍：192.168.1.112 – 192.168.1.119

步驟4：分配IP地址

• • 子網1：分配給需要50個主機的部門
• • 子網2：分配給需要20個主機的部門
• • 子網3：分配給需要10個主機的部門
• • 子網4：分配給需要5個主機的部門

VLSM與FLSM對比

總結

• • IP地址格式分類：瞭解IP地址的組成和分類。
• • 私有IP地址、子網掩碼：瞭解私有IP地址和子網掩碼的作用。
• • 二進位制與十進位制互轉：掌握IP地址的二進位制與十進位制轉換方法。
• • 子網劃分的原因和原理：理解子網劃分的目的和方法。
• • 子網劃分硬軟規則：掌握子網劃分的軟硬規則。
• • IP地址規劃的原則：掌握IP地址規劃的基本原則和注意事項。
• • 判斷是否為合法的主機地址：透過例項學習如何在應用場景中規劃。

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