IP地址
IP地址的定義及分類
- 主機唯一的標識，保證主機間正常通信
- 一種網絡編碼，用來確定網絡中一個節點
- IP地址是一個32位的二進制數
- 常見的IP地址，分爲IPv4與IPv6兩大類。
ipv4的形式：x.x.x.x (x=0~255)
地址範圍（十進制表示）：0.0.0.0 ~ 255.255.255.255
一個IP地址分爲網絡位和主機位，網絡位告訴別人我們來自那個網段，主機位告訴別人我們的主機位置
IP地址編址方案：IP地址編址方案將IP地址空間劃分爲A、B、C、D、E五類，其中A、B、C是基本類，D、E類作爲多播和保留使用。
A、B、C 3類由InternetNIC在全球範圍內統一分配，D、E類爲特殊地址。
| 類別 | 最大網絡數 | IP地址範圍 | 最大主機數 | 私有IP地址範圍 |
|---|---|---|---|---|
| A | 126（2^7-2) | 0.0.0.0-127.255.255.255 | 16777214 | 10.0.0.0-10.255.255.255 |
| B | 16384(2^14) | 128.0.0.0-191.255.255.255 | 65534 | 172.16.0.0-172.31.255.255 |
| C | 2097152(2^21) | 192.0.0.0-223.255.255.255 | 254 | 192.168.0.0-192.168.255.255 |
D類：是多播地址。該類IP地址的最前面爲“1110”，所以地址的網絡號取值於224~239之間。一般用於多路廣播用戶。
E類：是保留地址。該類IP地址的最前面爲“1111”，所以地址的網絡號取值於240~255之間。
ipv6格式爲X:X:X:X:X:X:X:X，其中每個X表示地址中的16b，以十六進制表示，例如：
ABCD:EF01:2345:6789:ABCD:EF01:2345:6789
子網掩碼
與IP地址進行按位與運算決定網絡位，並決定一個IP地址所屬的網段
例如：
255.0.0.0
255.255.0.0
255.255.255.0
舉一個IP地址爲例：10.1.1.1 255.255.0.0
前一個爲IP地址，後一個爲該地址的子網掩碼
我們將他們轉換爲二進制：
00001010.00000001.00000001.00000001
11111111.11111111.00000000.00000000
從這裏呢我們就可以看出子網掩碼的作用了，IP地址中與子網掩碼1對應的即爲網絡位，與零對應的爲主機位。上面的地址中，前16位爲網絡位，後16位爲主機位
所以這個這個IP的網絡號爲：00001010.00000001.00000000.00000000 轉換爲十進制：10.1.0.0
這個網絡號即爲該IP地址所在的網段
網段（network segment）一般指一個計算機網絡中使用同一物理層設備（傳輸介質，中繼器，集線器等）能夠直接通訊的那一部分。例如，從192.168.0.1到192.168.255.255這之間就是一個網段。
實際應用中，爲了方便書寫，我們會用網絡位的位數取代子網掩碼，例如上面的IP地址和子網掩碼我們可以簡寫爲：10.1.1.1/16
網段的確定和可用主機數
問：如何確定一個IP地址屬於那個網段？
如192.168.1.1/24，如何判斷它的網段？
首先觀察他的子網掩碼爲”/24”，即255.255.255.0
IP地址轉換爲二進制： 11111110.11111100.00000001.0000001
子網掩碼轉換爲二進制：11111111.11111111.11111111.0000000
可得網絡號爲：11111110.11111100.00000001.0000000 —>192.168.1.0
可發現，一個IP地址的主機位全部置0後，就是該IP地址的網絡號。
總結：快速確定一個IP地址屬於那個網段—>將主機位全部置0
另外，如果將主機爲全部置1的話，得到的新地址爲該網段的廣播地址
廣播地址(Broadcast Address)是專門用於同時向網絡中所有工作站進行發送的一個地址。在使用TCP/IP 協議的網絡中，主機標識段host ID 爲全1 的IP 地址爲廣播地址，廣播的分組傳送給host ID段所涉及的所有計算機。例如，對於10.1.1.0 （255.255.255.0 ）網段，其廣播地址爲10.1.1.255 （255 即爲2 進制的11111111 ），當發出一個目的地址爲10.1.1.255 的分組（封包）時，它將被分發給該網段上的所有計算機。
問：一個網段有多少個可用的IP地址？
繼續用192.168.1.1/24舉例，該IP地址處於192.168.1.0網段，主機位爲八位二進制，即：0000 0000 - 1111 1111，理論上可容納主機範圍爲2^8 = 256臺。
但其中192.168.1.0/24代表網段，192.168.1.255/24是該網段的廣播地址，不可以分配給主機使用
所以該網段真正可用的IP地址爲2^8-2=254臺。
總結：一個網段中可用的IP地址：2^n-2(n=主機位位數)
IP地址的配置
開始 -> 運行 -> cmd -> ipconfig /all 可以查詢本機的 ip 地址，以及子網掩碼、網關、物理地址（Mac 地址）、DNS 等詳細情況。
設置本機的IP地址可以通過：網上鄰居 -> 本地連接 -> 屬性 -> TCP/IP 就可以開始設置了
以win10系統爲例，如何配置我們電腦的IP地址呢
首先進入控制面板---網絡與共享中心
選中需要設置IP的網卡，右鍵--屬性
選中ipv4設置屬性或者雙擊
改爲手動獲取，然後進行配置
測試IP地址
如何測試一個IP地址是否存在或者成功配置呢？
Ping是Windows、Unix和Linux系統下的一個命令。ping也屬於一個通信協議，是TCP/IP協議的一部分。利用“ping”命令可以檢查網絡是否連通，可以很好地幫助我們分析和判定網絡故障。應用格式：Ping空格IP地址。該命令還可以加許多參數使用，具體是鍵入Ping按回車即可看到詳細說明。
ping的原理：
向指定的網絡地址發送一定長度的數據包，按照約定，若指定網絡地址存在的話，會返回同樣大小的數據包，當然，若在特定時間內沒有返回，就是“超時”，會被認爲指定的網絡地址不存在。
win+R打開運行--輸入cmd進入命令控制符--用ping命令測試
這裏可以看到，當我ping 192.168.1.2時，由於該地址不存在，所以無法ping通，當我ping www.baidu.com時，成功。（這裏ping百度的域名，涉及DNS知識）
關於ping命令的一些參數：
用法: ping [-t] [-a] [-n count] [-l size] [-f] [-i TTL] [-v TOS]
[-r count] [-s count] [[-j host-list] | [-k host-list]]
[-w timeout] [-R] [-S srcaddr] [-4] [-6] target_name
-t ：Ping 指定的計算機直到中斷。
-a ：將地址解析爲計算機名。
-n count ：發送 count 指定的 ECHO 數據包數。默認值爲 4。
-l size ：發送包含由 size 指定的數據量的 ECHO 數據包。默認爲 32 字節；最大值是65,527。
-f ：在數據包中發送"不要分段"標誌。數據包就不會被路由上的網關分段。
-i ttl :將"生存時間"字段設置爲 ttl 指定的值。
-v tos :將"服務類型"字段設置爲 tos 指定的值。
-r count :在"記錄路由"字段中記錄傳出和返回數據包的路由。count 可以指定最少 1 臺，最多 9 臺計算機。
-s count :指定 count 指定的躍點數的時間戳。
-j host-list :利用 host-list 指定的計算機列表路由數據包。連續計算機可以被中間網關分隔（路由稀疏源）IP 允許的最大數量爲 9。
-k host-list :利用 host-list 指定的計算機列表路由數據包。連續計算機不能被中間網關分隔（路由嚴格源）IP 允許的最大數量爲 9。
-w timeout :指定超時間隔，單位爲毫秒。
destination-list :指定要 ping 的遠程計算機。