网络基础 3 IP地址
3. IP地址
1）网络地址
IP地址由网络号（包括子网号）和主机号组成，网络地址的主机号为全0，网络地址代表着整个网络。
1.核心概念：网络位与主机位
-
网络位（Network Bits）：IP地址中标识所属网络的部分（类似“小区名”）
-
主机位（Host Bits）：IP地址中标识具体设备的部分（类似“门牌号”）
如何区分？ → 看子网掩码（Subnet Mask）：
- 掩码255对应的IP段是网络位，0对应的段是主机位
| IP地址 | 子网掩码 | 网络位 | 主机位 | 网络地址 |
|---|---|---|---|---|
192.168.1.100 |
255.255.255.0 |
前24位（192.168.1） |
后8位（.100） |
192.168.1.0 |
10.2.3.4 |
255.255.0.0 |
前16位（10.2） |
后16位（.3.4） |
10.2.0.0 |
2.网络地址的定义：
- 网络地址 = 网络位保持原样 + 主机位全部置0
- 作用：表示一个网络段，而非具体设备（类似“小区名称”）
IP地址：192.168.1.100
子网掩码：255.255.255.0（即/24）
→ 网络位：192.168.1
→ 主机位：.100
→ 网络地址：192.168.1.0（主机位全0）
计算步骤大概了解：
IP： 11000000.10101000.00000001.01100100 # 192.168.1.100 掩码：11111111.11111111.11111111.00000000 # 255.255.255.0
进行AND运算（同1为1，否则0），结果为：
11000000.10101000.00000001.00000000 # 192.168.1.0（网络地址）
3.快速判断网络位和主机位？
🎯 方法1：看子网掩码
- 掩码
255对应的IP段 → 网络位 - 掩码
0对应的IP段 → 主机位
🎯 方法2：CIDR表示法（如/24）
/24= 前24位是网络位，后8位是主机位/16= 前16位是网络位，后16位是主机位
10.0.0.5/8 → 网络位：10. 主机位：0.0.5
172.16.2.3/16 → 网络位：172.16 主机位：2.3
| 地址类型 | 主机位规则 | 用途 | 例子（/24网络） |
|---|---|---|---|
| 网络地址 | 全0 | 标识整个网络段 | 192.168.1.0 |
| 广播地址 | 全1 | 向该网络所有设备广播 | 192.168.1.255 |
| 可用主机地址 | 非全0/全1 | 分配给具体设备 | 192.168.1.1-254 |
- 主机位全0的IP（网络地址）不能配给设备（类似“小区名不能当门牌号”）
- 主机位全1的IP（广播地址）只能用于广播
直接广播地址和受限广播地址：
- 直接广播地址：<网络号>.255，针对特定子网的所有主机
- 能否跨网段✅（默认被路由器丢弃，特殊配置后可以跨网段）
- 受限广播地址：255.255.255.255，仅限当前局域网（不跨路由器）
- 能否跨网段❌（绝对不跨网段）
2）A/B/C/D/E五类地址
⚠️注意：现已被CIDR取代，但掩码规则仍沿用
核心逻辑：按网络位长度划分，适应不同规模网络
| 类型 | 规定 | IP范围 | 默认掩码 | 用途 | 私有地址保留段 |
|---|---|---|---|---|---|
| A类 | 1字节网络位和3字节主机位，必须是0开头 | 1.0.0.0 ~ 126.255.255.255 |
255.0.0.0即/8 |
超大型机构（如云服务商） | 10.0.0.0/8 |
| B类 | 2字节网络位和2字节主机位，必须是10开头 | 128.0.0.0 ~ 191.255.255.255 |
255.255.0.0即/16 |
中型企业 | 172.16.0.0/12 |
| C类 | 3字节网络位和1字节主机位，必须是110开头 | 192.0.0.0 ~ 223.255.255.255 |
255.255.255.0即/24 |
小型网络/家庭 | 192.168.0.0/16 |
| D类 | 不区分网络位和主机位，必须是1110开头 | 224.0.0.0 ~ 239.255.255.255 |
无 | 组播（如视频会议） | 无私有地址 |
| E类 | 不区分网络位和主机位，必须是1111开头 | 240.0.0.0 ~ 255.255.255.255 |
无 | 实验保留（未公开使用） | 无私有地址 |
关键点：
- A/B/C类有默认掩码，D/E类无掩码概念。
- 私有地址是A/B/C类中的保留段（RFC 1918），仅限内网使用。
- ⚠️注意：私有地址是人为划定的保留段，与ABC类的默认掩码无必然关系，例如B类地址默认掩码是/16，但是B类私有地址保留段的地址段是/12，注意这里私有地址是“地址段”，不是“默认掩码”，B类和C类的
/12和/16是地址块前缀，不是子网掩码
3）CIDR如何取代传统分类
CIDR（无类别域间路由）的核心改进：
- 废除ABC类固定掩码 → 允许任意前缀长度（如
192.168.1.0/26而不是/24） - 支持路由聚合 → 减少路由表条目（如
172.16.0.0/16可聚合172.16.1.0/24等）
🔄 新旧对比：
| 场景 | 传统分类 | CIDR时代 |
|---|---|---|
| 地址表示 | 192.168.1.0（默认/24） |
192.168.1.0/26（灵活） |
| 子网划分 | 必须按A/B/C类固定划分 | 可自由借位（如/28） |
| 路由优化 | 效率低（大量独立路由） | 支持聚合（如10.0.0.0/8） |
4）公有地址与私有地址
1.私有地址三大保留段（RFC 1918）
这个范围内的地址不会在全球使用，只具有本地意义
| 地址段 | 掩码范围 | 适用场景 | IP范围 |
|---|---|---|---|
| 10.0.0.0/8 | 255.0.0.0 | 超大型企业/云服务商 | 10.0.0.0 ~ 10.255.255.255 |
| 172.16.0.0/12 | 255.240.0.0 | 中型企业/学校网络 | 172.16.0.0 ~ 172.31.255.255 |
| 192.168.0.0/16 | 255.255.0.0 | 家庭/小型办公室 | 192.168.0.0 ~ 192.168.255.255 |
⚠️特殊保留：
- 169.254.0.0/16（链路本地地址，DHCP失败时自动分配）
- 127.0.0.0/8（环回地址，常用于本地测试）
- 0.0.0.0 任意门，作为默认路由或者用于监听所有IP
- 255.255.255.255 当前局域网所有设备广播
2.公有地址范围
✅ 所有不属于私有地址的IP都是公有地址
5）子网划分：右抢主机位
操作：右抢主机位
- 原始网络：
192.168.1.0/24（主机位=8位，254主机） - 划分子网：借2位主机位 → 新掩码
/26（主机位=6位，62主机/子网）
注意子网掩码是连续的1，不连续是非法的
255.255.254.0（合法） vs255.255.253.0（非法）
同时，每个子网有2个保留IP（网络地址和广播地址），故主机位是 2^n - 2
6）D类组播地址
D类地址就是组播地址。
D类地址以1110开头，地址范围是224.0.0.0~239.255.255.255，D类地址作为组播地址（一对多的通信）；
E类地址以1111开头，地址范围是240.0.0.0~255.255.255.255，E类地址为保留地址，供以后使用。
⚠️注意：只有A,B,C有网络号和主机号之分，D类地址和E类地址没有划分网络号和主机号（在子网掩码上也体现了，因为D/E类没有掩码这个概念）。