第二课IP地址基础与子网划分上一、 通俗讲解建立概念1. IP地址到底是什么你有代码基础那我们从代码的角度来看IP地址本质上就是一个 32 位的二进制无符号整数范围从00000000...到11111111...。但32个0和1人类根本记不住所以前辈们想了个办法每8位切一刀分成4段把每段的二进制转换成十进制中间用点隔开。这就是著名的“点分十进制”。比如11000000.10101000.00000001.00000110转换后就是192.168.1.62. IP地址的内部结构生活类比IP地址不是随便写的一串数字它内部被分成了两半IP地址 网络号Network ID 主机号Host ID生活类比就像我们的收货地址 小区名字网络号 楼栋门牌号主机号。快递员路由器先看“小区名字”把包裹送到对应的小区路由寻址。到了小区门口物业交换机再看“楼栋门牌号”把包裹送到具体的某户人家局域网内转发。核心规则同一个网络号下的设备可以直接互相通信不同网络号的设备必须通过路由器才能通信。二、 核心知识点⚠️ 软考必背1. IP地址的五大分类早年为了区分“大小区”和“小小区”Internet把IP地址硬生生分成了A、B、C、D、E五类。你只需要死磕 A、B、C 三类类别二进制首位特征第一组十进制范围默认网络位数默认主机位数默认子网掩码适用场景A类0开头1 ~ 1268位24位255.0.0.0超大型网络国家级/巨型ISPB类10开头128 ~ 19116位16位255.255.0.0中型网络大学、大企业C类110开头192 ~ 22324位8位255.255.255.0小型网络家庭、小公司D类1110 开头224 ~ 239---组播地址不考计算E类1111 开头240 ~ 255---保留实验不考防坑指南特殊IP必须记住0.x.x.x代表“本网络”不能用。127.x.x.x回环地址最常用的是127.0.0.1也就是localhost用来测试自己电脑的网络协议栈正不正常。所以A类地址的范围是 1~126跳过了127255.255.255.255受限广播地址。2. 什么是子网掩码代码里的按位与既然IP地址分成了“网络号”和“主机号”电脑怎么知道哪部分是网络号哪部分是主机号呢靠子网掩码Subnet Mask子网掩码也是32位它的规则极其粗暴网络号对应的位全写 1主机号对应的位全写 0。计算网络地址的底层逻辑IP地址 AND 子网掩码 网络地址按位与运算。代码演示IP:192.168.1.6(二进制:...00000110)掩码:255.255.255.0(二进制:...00000000)按位与()结果:192.168.1.0结论这个IP所在的网络地址是 192.168.1.03. 私有IP地址内网地址因为IPv4地址快用光了所以规定了一些IP只能在局域网内网里用不能直接上公网。你家里的路由器分配的绝对是这些A类私有10.0.0.0~10.255.255.255B类私有172.16.0.0~172.31.255.255C类私有192.168.0.0~192.168.255.255三、 基础子网划分计算核心算法为什么要划分子网假设公司申请了一个C类网络192.168.1.0/24可以容纳254台电脑。但公司有“研发部”、“财务部”、“销售部”如果大家都挤在一个网络里不仅不安全而且一个人发个广播全公司254台电脑都会收到网络会很卡。所以我们要把一个大网络“切”成几个小网络子网。 切割本质向主机位“借位”把原来属于“主机号”的二进制位强行拿过来当“网络号”用。 解题万能三步法必须掌握第一步求子网数决定借几位能划分出的子网数 $2^n$。找最小的 $n$使得 $2^n \ge N$需要的子网数。第二步求主机数看剩几位每个子网能容纳的可用主机数 $2^m - 2$。⚠️ 为什么要减2减1全0代表网络地址比如192.168.1.0不能分给电脑。减1全1代表广播地址比如192.168.1.255发给所有人的不能分给电脑。第三步写新的子网掩码转换成十进制就是新的子网掩码。通常用/数字表示比如/26代表前26位是1。四、 随堂练习动手算一算拿出一张纸和笔算一下这几道题然后再看答案。题目 1单选题IP地址172.16.5.100属于哪类地址它的默认子网掩码是什么A. A类255.0.0.0B. B类255.255.0.0C. C类255.255.255.0D. B类255.255.255.0题目 2单选题下列IP地址中属于私有地址内网地址的是 。A. 11.0.0.1B. 172.15.1.1C. 192.169.1.1D. 127.0.0.1题目 3计算题 - 软考上午真题改编某公司分配到一个C类IP地址段192.168.10.0/24。现在公司需要划分出6个不同的子网给不同部门使用。请问(1) 需要从主机位借用几位(2) 划分后每个子网最多可以分配多少台主机可用IP数(3) 新的子网掩码是什么请写出点分十进制格式和/数字格式️ 答案与详细解析题1【答案】B解析看第一组数字172。A类是 1~126B类是 128~191C类是 192223。172 落在 128191 之间所以是B类。B类的默认掩码是前16位为1即255.255.0.0。题2【答案】A解析这是一道典型的挖坑题考察私有地址的精确范围。A选项11.x.x.x属于A类私有地址10.0.0.0 ~ 10.255.255.255正确。B选项172.15.x.x。注意B类私有范围是 172.16~ 172.31。15不在范围内它是公网IPC选项192.169.x.x。注意C类私有范围是192.168.x.x。169不在范围内D选项127.0.0.1是回环测试地址不是用来做局域网分配的私有地址。题3【详细计算过程】已知条件C类地址默认掩码是/24前24位是网络号后8位是主机号。需要 6 个子网。第三步写掩码原来的24位网络号 借来的3位 27位网络号。所以掩码是/27。转换成二进制11111111.11111111.11111111.11100000把最后8位11100000转成十进制$128 64 32 224$。所以点分十进制掩码是255.255.255.224。‍ 老师的课后小结今天这节课你掌握了IP地址的“真面目”32位二进制记住了A/B/C三类和私有地址的范围并且学会了最基础的“借位法”划分子网。在软考上午的选择题中这种计算题通常占 3~5 分只要按照“三步法”走绝对不丢分类别官方划定的私有范围二进制特征本质原因A类10.0.0.0~10.255.255.255第一组固定为00001010(10)B类172.16.0.0~172.31.255.255前两组固定为10101100.0001xxxxC类192.168.0.0~192.168.255.255前三组固定为11000000.10101000.xxxxxxxx