IP地址的详细解释

作者:课课家教育更新于： 2016-08-30 18:22:03

　　今天这篇文章主要给大家介绍的是关于IP地址十进制和二进制之间的转换、IP地址的分类、IP子网划分、子网掩码以及公有地址和私有地址等CCNA基础知识。对cnna基础知识感兴趣的小伙伴们可以看一下。

　　（一）二进制和十进制之间的转换

　　如果IPv4地址使用32位二进制数格式，要使用点分十进制数来表示，例如202.101.123.21,对应的二进制数就是(11001010.01100101.01111011.00010101)下面是这个二进制和十进制之间的转换方法；

　　1）二进制转十进制：11001010.01100101.01111011.00010101

　　二进制的第一组是11001010，可以用1×2^7+1×2^6+0×2^5+0×2^4+1×2^3+0×2^2+1×2^1+0×2^0=202得出答案，后面几组同理，但是这样计算太麻烦，因为每组二进制都是8位的，而对应的每一位十进制数都是不变的；

　　比如说：二进制11111111等于128+64+32+16+8+4+2+1=255，而我们只要记住这八位从大到小的对应的十进制就可以了（128、64、32、16、8、4、2、1），11001010就可以直接得出128+64+8+2=202，10000001=128+1=129，00010101=16+4+1=21；

　　2）十进制转换二进制：202.101.123.21

　　可以用短除法除以2直到商0得出答案，比如说

　　202/2=101余0

　　101/2=50余1

　　50/2=25余0

　　25/2=12余1

　　12/2=6余0

　　6/2=3余0

　　3/2=1余1

　　1/2=0余1

　　然后从下往上把余数写出来就是202的二进制形式就是11001010；

　　其实也有简便方法，就是将IP地址对应的十进制数凑成（128、64、32、16、8、4、2、1）可以组合出的那个数，比如202=128+64+8+2，按照十进制数字表从高位到低位，如果出现这个数字就填1，没有出现这个数字就填0，很容易就能得,202就是二进制的11001010；

　　（二）IPv4地址分类

　　IPv4地址由两个主要部分组成：一部分是标识该地址所属网络号，一部分是标识该网络中某个特定主机。

　　注意：IPv4将IP地址分为5类：

　　A类：前8位是用来标识网络号，后面的24位用来标识主机，所以每个A类网络可以有2的24次方个IP地址，全球只有126个A类网络，2^8-2=126(注意：0不允许使用，127被用作回环测试地址)。A类网络的第一个字节的十进制范围是1（00000001）-126（01111110）；

　　B类：前面的16位用来标识网络号，后面的16位用来标识主机，第一个字节十进制范围是从128(10000000)-191(10111111),全球一共有2^14个B类网络，每个B类网络容纳2^16个主机；

　　C类：前24位用来标识网络号，后8位用来标识主机，第一个字节十进制范围从192（11000000）-223（11011111），共有2^21个该种网络，每个C类网络的主机数是2^8=256个；

　　D类：第一个字节十进制范围从224(11100000)-239(11101111)，这类地址是用于组播，全球共用2^28个组播地址；

　　E类：第一个字节十进制范围从240-255，科研需要保留地址，共2^28个；

　　1）保留IP地址:

　　每个网络中可容纳的主机数量是理论主机数量需要减2，因为有两个地址被保留：

　　a.网络地址是网络位不变，主机位全0的地址，表示网路本身，例如192.168.1.0/24；

　　b.广播地址是网络位不变，主机位全1的地址，表示本网络的广播，例如192.168.1.255/24。

　　2）私有地址

　　RFC1918规定了三段作为内部组网使用私有地址：

　　A类：10.0.0.0—10.255.255.255（共2^24个）

　　B类：172.16.0.0—172.31.255.255（共2^20个）

　　C类：192.168.0.0—192.168.255.255（共2^16个）

　　如果有去往这些私有地址的数据包，会被路由丢弃，因为InterNET上的路由不会配置这些IP地址，。

　　如果有了私有地址段，一些组织或团体对外只需要一个公网IP，通过端口地址转换（PAT）让内外网通信，由于私有地址的存在，如今互联网上的IPv4地址仍然没有被消耗尽。

　　（三）IP子网划分

　　1）实例一：如下图，有四台PC的IP地址，他们连接在同一台交换机上，交换机正常工作，设备之间连线也没有问题，如何让它们之间都可以正常互访呢，

　　分析：根据上图，A、B、C、D的网络位都是24位)，那么A和B处在同一个子网192.168.1.0上，而C和D处在同一个子网192.168.2.0，这个时候A和B可以互访，C和D可以互访，而AB和CD之间无法互访。

　　方法一：可以将C和D都改成192.168.1.0/24的子网，也可以将AB都改成192.168.2.0/24子网，使四台计算机处于相同的子网中，就可以相互通信。

　　方法二：修改四台PC的子网掩码，使这样他们同处在192.168.0.0子网中。

　　方法三：将中间的二层交换机换成三层交换机，然后把A和B划分到同一个VLAN里面，给这个VLAN分配一个192.168.1.254的IP地址，将A和B的默认网关改成192.168.1.254，同时将C和D划分到另外一个地址为192.168.2.254的VLANIP，将C和D的默认网关改成192.168.2.254，这样通过三层交换机路由模块将两个不同网段连接起来，实现互访。

　　2）实例二：如果某个C类网络地址202.1.1.0/24被某公司申请，该公司有5个项目组，每个项目组有28台计算机，请问：仅使用202.1.1.0/24，怎样才能把这5个项目组分配到不同子网中。

　　分析：202.1.1.0/24为C类地址，前24位是服务商提供，不能改变，所以只能调整后8位主机位，有5个项目组，所以要从后8位中借出至少3位(2^3=8)可以分成8个子网，而剩余的5位（2^5=32）能容纳32-2=30台计算机，刚好符合情况。

　　而从主机位中借出三位，网络位就变成24+3=27位，子网掩码为255.255.255.224

　　借出的三位可以组合成以下8种形式：

　　000

　　001

　　010

　　011

　　100

　　101

　　110

　　111

　　再加上固定的前24位，转换成十进制就是：

　　202.1.1.0/27

　　202.1.1.32/27

　　202.1.1.64/27

　　202.1.1.96/27

　　202.1.1.128/27

　　202.1.1.160/27

　　202.1.1.192/27

　　202.1.1.224/27

　　注意：在Cisco-CCNA考试中默认是不支持全0和全1的子网的，除非特别说明。

　　公司的5个项目组，在不使用全0和全1的子网下，即不使用202.1.1.0/27和202.1.1.224/27，划分如下：

　　IP范围202.1.1.32-202.1.1.63，子网202.1.1.32，网关202.1.1.33，子网广播202.1.1.63，可用IP从34-62，掩码/27

　　IP范围202.1.1.64-202.1.1.95，子网202.1.1.64，网关202.1.1.65，子网广播202.1.1.95，可用IP从66-94，掩码/27

　　IP范围202.1.1.96-202.1.1.127，子网202.1.1.96，网关202.1.1.96，子网广播202.1.1.127，可用IP从97-126，掩码/27

　　IP范围202.1.1.128-202.1.1.159，子网202.1.1.128，网关202.1.1.129，子网广播202.1.1.159，可用IP从130-158，掩码/27

　　IP范围202.1.1.160-202.1.1.191，子网202.1.1.160，网关202.1.1.161，子网广播202.1.1.191，可用IP从162-190，掩码/27

　　IP范围202.1.1.192-202.1.1.223，子网202.1.1.192，网关202.1.1.193，子网广播202.1.1.223，可用IP从194-222，掩码/27(暂时没有使用)

　　3）实例三：计算机的IP和子网掩码是192.168.1.160/26，那么请问：这台计算机所在的子网、子网广播还有子网中第一个可用IP以及子网中最后一个IP、子网一共有多少IP可用？

　　其实这个例子在经常划分子网的高手眼里几乎是一眼就能看出来，但是为了让新手朋友可以很好的理解，下面给有一个比较通用的步骤：

　　上图中，Host对应的是主机IP的二进制表示，Mask是子网掩码的二进制表示，子网掩码26位，所以主机位全0的就是子网地址Subnet，换算成十进制就是（192.168.1.128），主机位全1的就是广播地址是Broadcast，换算成十进制为（192.168.1.191）,而子网中第一个IP地址为（192.168.1.129），最后一个IP地址就是（192.168.1.190），子网中一共2^6-2=62个IP地址可以用。

　　4）实例四：将下面这组C类IP地址汇总为一条IP地址：

　　192.168.1.1/2

　　192.168.2.1/24

　　192.168.3.1/24

　　192.168.4.1/24

　　汇总的方法是将需要汇总的IP转换成二进制，再将共同的部分取出来，然后在根据共同的部分占用的位数来写出子网掩码。汇总可以减小路由表的大小。上面的4个IP地址转换成二进制如图：

　　然后，就可以看出红线前面的部分对于四个IP地址来说是相同的，一共21位，所以这组IP汇总后的IP就是（192.168.0.0/21）

　　以上就是就是关于IP地址十进制和二进制之间的转换、IP地址的分类、IP子网划分、子网掩码以及公有地址和私有地址等CCNA基础知识了。对cnna基础知识感兴趣的小伙伴们如果希望能够学习到更多关于CCNA的内容，那就继续关注我们的网站：课课家教育吧。