1、IP地址规划
① 什么是ip地址：互联网里每个节点（主机）都需要一个地址，这个地址就是ip地址。
② 主机唯一的标识，保证主机间正常通信 。
③ 一种网络编码，用来确定网络中一个节点 。
④ IP地址由32位二进制（32bit）组成。
⑤ ip协议：
version 4：ipv4 32 2^32 42亿多
version 6：ipv6 128 2^128
MAC地址由48位的二进制组成。
⑥ ip地址：是Internet protocol 互联网协议
网络层的功能：
①定义了基于IP协议的逻辑地址
②连接不同的媒介类型
③选择数据通过网络的最佳路径
IP包头的格式：
版本：ipv4、ipv6。
TTL:（很重要）：time to live ：（使用ping可以查看到ttl）生命周期，经过一个路由器值减1，为0时，数据包丢弃。为了防止一个数据包在网络中无限的循环下去。
协议号: 协议字段，用来标识封装的上层（传输层）数据是UDP还是TCP，UDP是17，TCP是6。
源地址（mac：32）
目的地址（mac：32）
可选项：
首部长度（4）：IP包头部长度，因为长度可变，因此需要定义。
优先级与服务类型（8）：
总长度（16）：IP数据总长度
首部校验码：优先级与服务类型，提供3层的QoS
标识符、标志（3）、段偏移量（13）：上层来的数据到IP层会被分段，这几个字段用来对数据包进行标识，使在数据到达目的端重组的时候，不会乱序。
1.1 IP地址的作用
用来标识一个节点的网络地址。
1.2 二进制
1、10进制逢10升位：
包含数字0、1、2、3、4、5、6、7、8、9
2、2进制逢2升位
只包含数字0、1
10进制数 |
2进制数 |
0 |
0 |
1 |
1 |
2 |
10 |
3 |
11 |
4 |
100 |
5 |
101 |
6 |
110 |
7 |
111 |
8 |
1000 |
9 |
1001 |
10 |
1010 |
3、10进制的8转换成2进制数是多少？
因此，10进制的8转换成2进制为1000。
4、2进制的1001对应10进制数是多少？
因此，2进制的1001是10进制中的9 。
2、IP地址的组成
ip地址中一部分是网络ID（NETWORK），另一部分是主机ID(HOST)
例如：
IP地址的组成：
2.1 IP地址的分类
IP地址分类系统把IP地址划分为不同的地址类：
IP地址的分类：
2.2 A、B、C三类IP地址的组成
网络部分（NETWORK） 主机部分（HOST）
A类地址：IP地址的前8位表示网络层，后24位表示主机ID。
B类地址：IP地址的前16位表示网络层ID，后16位表示主机ID。
C类地址：IP地址的前24位表示网络ID，后8位表示主机ID。
使用的位数越多，包含的组合就越多，可知A类地址较少的网络ID，但每个网络都具有大量的可用主机ID。
===
A类地址详解：
A类地址： 1~126 127被用做测试使用 网+主+主+主 : 2^24-2 ~=1600万个ip地址
（网络地址）：2^7（7是指本来网络部分一个地址占8位，但是前面固定了一个值为0，所以2的八次方减一）
(主机地址）是等于：（2^24-2 ~=1600万个ip地址）：
减2的原因：00000000 00000000 00000000 00000000和01111111 11111111 11111111 11111111（全1和全0的都不要，是因为主机部分全为0表示网段号，全为1表示1表示广播地址。）
B类地址详解：
B类地址： 128~191 网+网+主+主 2^16-2
网络地址：2^14 （2的16次减前面占了的两个值：10） 主机地址：2^16-2= 65534
减二的原因：10000000 00000000 00000000和10111111 11111111 11111111不要
C类地址详解：
C类地址： 192~223 网+网+网+主 2^8-2
2^21 2^8-2 = 254
特殊的ip地址:
- 全0主机ID：表示网络本身，如IP地址129.152.0.0是指网络ID为129.152的B类网络
- 全1主机ID：表示广播地址，如IP地址129.152.255.255是指网络ID为129.152的B类网络的广播地址
- 十进制127开头的地址：环回地址，用于测试自身TCP/IP软件是否正常，如ping自己127.0.0.1
====
在公网上使用的是ABC类ip地址
d类是组播地址
e类是保留地址，给科学研究使用的。
====
LOOPBACK -->lo 回环地址：127.0.0.1这个地址用来测试本机的tcp/ip协议是正常工作，每台电脑都有这个地址-----自己、本机。
整个127开头的网段给测试使用，不在公网上使用。
主机部分全为0 ，表示网段号
主机部分全为1，表示广播地址。
2.3 私有地址
满足企业用户在内部网络中使用的需求
私有地址不能在Internet上使用
私有地址包括3组
A类：10.0.0.0~10.255.255.255
B类：172.16.0.0~172.31.255.255
C类：192.168.0.0~192.168.255.255
解决：
全球全球公网ip地址不足的问题：
1、公司内部使用私有ip地址
2、使用NAT技术，一个公司使用一个或者多个公网ip上网
私有ip---》nat ---》公网ip
公网ip---》nat ----》私有ip
nat：network address translate 网络地址转换。---路由器这个设备将这个网络地址进行了转换。
2.4 子网掩码：netmask
子网掩码：子网掩码是需要配合IP地址一起使用的。
子网掩码的作用：用来确定ip地址的网络地址（网络部分）-----确定网段号
32个二进制位：
对应IP地址的网络部分用1表示 对应IP地址的主机部分用0表示
IP地址和子网掩码作逻辑“与”运算得到网络地址
0和任何数相与都等于0
1和任何数相与都等于任何数本身
A、B、C三类地址的默认子网掩码：
默认掩码
A类地址：子网掩码255.0.0.0对应的二进制： 11111111.00000000.00000000.00000000
B类地址：子网掩码255.255.0.0对应的二进制： 11111111.11111111.00000000.00000000
C类地址：子网掩码255.255.255.0对应的二进制：11111111.11111111.11111111.00000000
2.5 子网划分的原因
满足不同网络对IP地址的需求
实现网络的层次性
IP地址分类： 有类地址和无类地址
2.6 子网划分的原理
子网划分的理解：
子网掩码的位数也是32位，分4段，每段8位
子网掩码的位数对应于ip地址网络部分的位数
子网掩码的作用是用来确定网段的
有效ip地址段=网络部分（网段）+主机部分
路由器的作用是实现跨网段通信。
大网络划分成小网络：每个小网络里可以容纳多个个ip。
子网数：2^n,其中n为子网部分位数。
主机数：2^n-2;n是借了两位置之后的值。
2.7 子网划分小练习
1、将192.168.1.0/24 划分为4个小网段：
192. 168. 1. 0
11000000 10101000 0110 0011 00|000000（借两位）查看上面ip地址的组成中的所对应的的二进制
00|000000（0）
01|000000（64）
10|000000（128）
11|000000（128+64=192）
划分为4个网段：需要2^n>=4,所以n=2；所以就需要借两位：借两位就是00、01、10、11
所以可用的网段为： 每段可用的ip地址 广播地址 子网掩码
192.168.1.0 192.168.1.1~192.168.62 192.168.1.63 255.255.255.192（/26）
192.168.1.64 192.168.1.65-192.168.1.126 192.168.1.127
192.168.1.128 192.168.1.129-192.168.1.190 192.168.1.191
192.168.1.192 192.168.1.193-192.168.1.254 192.168.1.255
每段可用的ip地址的计算：全为0和1的都不取，所以从1开始，因为是借了两位，由公式：2^m-2;m是借了两位置之后的值：2^6(8-2)-2=62位。（1~62）+ 可用网段=可用ip地址 。
广播地址的计算：对于广播地址是主机部分全为0的表示网段号，全为1的表示广播地址。
所以全为0的是为00|000000=0，所以不取；全为1的：00|111111=63、01|111111（127）、10|111111（63+128=191）、11|111111（63+192=255）所以为广播地址。
所以子网掩码为：255.255.255.192（/26），其中的26位表示是借了两位之后，由24+2=26位。
图片流程讲解：
2、将192.168.99.0/24 平均划分为8个子网，计算每个子网的有效ip地址段，子网掩码，广播地址。
网段，借三位:2的3次方
192.168.99.0
192 168 99 0
11000000 10101000 0110 0011 000|00000
000|:0
001|：32
010| : 64
011|：96
100 |：128
101 |：160
110 |：192
111 |：224
有效的主机ip数：(2^n)-2，其中n=8-3（借了3位之后）=5，所以就等于(2^5)-2=30）
可用的网段是： 每段可用的ip地址是 广播地址
192.168.99.0 （1-30） 192.168.99.1~30 (取1，因为0的网段为网段号，不取) 192.168.99.31
192.168.99.32 （1-30） 192.168.99.33~62 (取1-30) 192.168.99.63
192.168.99.64 （1-30） 192.168.99.65~94 192.168.99.95
192.168.99.96 192.168.99.97~126 192.168.99.127
192.168.99.128 192.168.99.129~158 192.168.99.159
192.168.99.160 192.168.99.161~190 192.168.99.191
192.168.99.192 192.168.99.186~218 192.168.99.223
192.168.99.224（1-30） 192.168.99.225~254（不取255，因为全为1 的网段为广播地址 192.168.99.255
子网掩码：255.255.255.224（/26）。
广播地址：000|00000(0)、000|11111（31）、001|11111(31+32=63)、010|11111（31+64=95）、011|111111（96+31=127）、100|11111（31+128=159）、101|11111（160+31=191）、110|11111（31+192=223） 111|11111（224+31=255）
3、给定IP地址167.77.88.99和掩码255.255.255.192，求子网号、广播地址、有效IP地址。
分析：
IP地址---->167.77.88.99--> 10100111.01001101.01011000.01100011
掩码-->255.255.255.192-->11111111.11111111.11111111.11000000
对应位求积--------------------> 10100111.01001101.01011000.01000000-->167.77.88.64（子网号）
广播地址(子网主机全1)---> 10100111.01001101.01011000.01111111-->167.77.88.127
有效IP(除去子网本身和广播地址):167.77.88.65~167.77.88.126
