计算机ip

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计算IP地址

一、IP地址概念

IP地址是一个32位的二进制数，它由网络ID和主机ID两部份组成，用来在网

络中唯一的标识的一台计算机。网络ID用来标识计算机所处的网段；主机ID用来标

识计算机在网段中的位置。IP地址通常用4组3位十进制数表示，中间用“.”分隔。

比如，192.168.0.1。

补充（IPv6）：前面所讲的32位IP地址称之为IPv4，随着信息技术的发展，IPv4

可用IP地址数目已经不能满足人们日常的需要，据权威机构预测到2010年要充分应

用信息技术，每个人至少需要10个IP地址，比如：计算机、笔记本、手机和智能化

冰箱等。为了解决该问题开发了IPv6规范，IPv6用128位表示IP地址，其表示为8

组4位16进制数，中间为“：”分隔。比如，

AB32:33ea:89dc:cc47:abcd:ef12:abcd:ef12。

二、IP地址的分类

为了方便IP寻址将IP地址划分为A、B、C、D和E五类，每类IP地址对各个

IP地址中用来表示网络ID和主机ID的位数作了明确的规定。当主机ID的位数确定

之后，一个网络中是多能够包含的计算机数目也就确定，用户可根据企业需要灵活选

择一类IP地址构建网络结构。

A类

A类地址用IP地址前8位表示网络ID，用IP地址后24位表示主机ID。A类地

址用来表示网络ID的第一位必须以0开始，其他7位可以是任意值，当其他7位全

为0是网络ID最小，即为0；当其他7位全为1时网络ID最大，即为127。网络ID

不能为0，它有特殊的用途，用来表示所有网段，所以网络ID最小为1；网络ID也

不能为127；127用来作为网络回路测试用。所以A类网络网络ID的有效范围是1-126

共126个网络，每个网络可以包含224-2台主机。

B类

B类地址用IP地址前16位表示网络ID，用IP地址后16位表示主机ID。B类地

址用来表示网络ID的前两位必须以10开始，其他14位可以是任意值，当其他14

位全为0是网络ID最小，即为128；当其他14位全为1时网络ID最大，第一个字

节数最大，即为191。B类IP地址第一个字节的有效范围为128－191，共16384个

B类网络；每个B类网络可以包含216-2台主机（即65534台主机）。

C类

C类地址用IP地址前24位表示网络ID，用IP地址后8位表示主机ID。C类地

址用来表示网络ID的前三位必须以110开始，其他22位可以是任意值，当其他22

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位全为0是网络ID最小，IP地址的第一个字节为192；当其他22位全为1时网络

ID最大，第一个字节数最大，即为223。C类IP地址第一个字节的有效范围为192

－223，共2097152个C类网络；每个C类网络可以包含28-2台主机（即254台主

机）。

D类

D类地址用来多播使用，没有网络ID和主机ID之分，D类IP地址的第一个字节

前四位必须以1110开始，其他28位可以是任何值，则D类IP地址的有效范围为

224.0.0.0到239.255.255.255。

E类

E类地址保留实验用，没有网络ID和主机ID之分，E类IP地址的第一字节前四

位必须以1111开始，其它28位可以是任何值，则E类IP地址的有效范围为240.0.0.0

至255.255.255.254。其中255.255.255.2555表示广播地址。

在实际应用中，只有A、B和C三类IP地址能够直接分配给主机，D类和E类不能

直接分配给计算机。

三、网络ID、主机ID和子网掩码

网络ID用来表示计算机属于哪一个网络，网络ID相同的计算机不需要通过路由

器连接就能够直接通信，我们把网络ID相同的计算机组成一个网络称之为本地网络

（网段）；网络ID不相同的计算机之间通信必须通过路由器连接，我们把网络ID不

相同的计算机称之为远程计算机。

当为一台计算机分配IP地址后，该计算机的IP地址哪部份表示网络ID，哪部份

表示主机ID，并不由IP地址所属的类来确定，而是由子网掩码确定。子网确定一个

IP地址属于哪一个子网。

子网掩码的格式是以连续的255后面跟连续的0表示，其中连续的255这部份表

示网络ID；连续0部份表示主机ID。比如，子网掩码255.255.0.0和255.255.255.0。

根据子网掩码的格式可以发现，子网掩码有0.0.0.0、255.0.0.0、255.255.0.0、

255.255.255.0和255.255.255.255共五种。采用这种格式的子网掩码每个网络中主

机的数目相差至少为256倍，不利于灵活根据企业需要分配IP地址。比如，一个企

业有2000台计算机，用户要么为其分配子网掩为255.255.0.0，那么该网络可包含

65534台计算机，将造成63534个IP地址的浪费；要么用户为其分配8个

255.255.255.0网络，那么必须用路由器连接这个8个网络，造成网络管理和维护的

负担。

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网络ID是IP地址与子网掩码进行与运算获得，即将IP地址中表示主机ID的部

份全部变为0，表示网络ID的部份保持不变，则网络ID的格式与IP地址相同都是

32位的二进制数；主机ID就是表示主机ID的部份。

例题1：IP地址：192.168.23.35子网掩码：255.255.0.0

网络ID:192.168.0.0主机ID:23.35

例题2：IP地址:192.168.23.35子网掩码：255.255.255.0

网络ID:192.168.23.0主机ID:35

四、子网和CIDR

将常规的子网掩码转换为二进制，将发现子网掩格式为连续的二进制1跟连续0，

其中子网掩码中为1的部份表示网络ID，子网掩中为0的表示主机ID。比如

255.255.0.0转换为二进制为111110000。

在前面所举的例子中为什么不用连续的1部份表示网络ID，连续的0部份表示主

机ID呢？答案是肯定的，采用这种方案的IP寻址技术称之为无类域间路由（CIDR）。

CIDR技术用子网掩码中连续的1部份表示网络ID，连续的0部份表示主机ID。比

如，网络中包含2000台计算机，只需要用11位表示主机ID，用21位表网络ID，

则子网掩码表示为11111111.11111111.11100000.00000000，转换为十进制则为

255.255.224.0。此时，该网络将包含2046台计算机，既不会造成IP地址的浪费，

也不会利用路由器连接网络，增加额外的管理维护量。

CIDR表示方法：IP地址/网络ID的位数，比如192.168.23.35/21，其中用21位表

示网络ID。

例题1：192.168.23.35/21

子网掩码：1111111111则为255.255.248.0

网络ID：192.168.00010111.0（其中第三个字节红色部分表示网络ID，其他表示主

机ID，网络ID是表示网络ID部份保持不变主机ID全部变为0）则网络ID为

192.168.16.0

起始IP地址：192.168.16.1（主机ID不能全为0，全为0表示网络ID最后一位

为1）

结束IP地址：192.168.00010111.11111110（主机ID不能全为1，全为1表示

本地广播）则结束IP地址为：192.168.23.254。

例题2：将163.135.0.0划分为16个子网，计算前两个子网的网络ID、子网掩码、

起止IP地址。

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第1步：用CIDR表示163.135.0.0/20，则子网掩码为255.255.240（11110000）.0。

第2步：第一网络ID（子网掩码与IP地址与运算）：163.135.0.0

第一个IP地址：163.135.0.1结束IP地址：163.135.15.254；

第3步：第二网络ID：163.135.16.0

第一个IP地址：163.135.16.1结束IP地址：163.135.31.254。

五、子网掩码和网络ID的快速计算

CIDR的子网掩码都是连续的1跟连接的0表示，则子网掩码有以下几种表示方

法：

000000000

1

＋64＝192

＋64＋32＝224

－15＝240

－7＝248

－3＝252

－1＝254

大家都知道11111111的十进制数为255，那么我们怎么来快速计算子网掩码呢？

二进制的1=1，11=3，111＝7，1111=15；那么11111110=255-1，11111100=255-3，

11111000=255-8，11110000=255-15这样是不是就很快呢？只要我们一旦确定子

网掩码中有多少位表示网络ID，那么我们马上就可以写出子网掩码了。那么，对于

10000000，11000000和11100000我们又该怎么计算呢？27=8则1000

0000=128，11000000=128+64，11100000=128+64+32，所以我们不需要去记住

每一个为多少，只需要做做简单的加减法就搞定子网掩码的计算。

网络ID的结果大家都知道网络ID部份不变，主机ID部分全部变为0，那么在计

算网络ID时，首先看子网掩码中有多少位用来表示网络，相应在将IP地址转换为二

进制时就只转换前面几位，比如192.168.176.15/19，网络ID一共19位，则网络ID

前两个字节为192.168.X.0发生变化的为第三个字节。那么怎样快速计算出这个变化

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的X的值呢？我们知道第三字节只有三位表示网络ID，转换时176>128，第1位为

1,176－128＝48＜64，第2位为0,48＞32第3位为1，剩下的计算就没有意义了，

全都要转换为0，则网络ID为10100000，则网络ID为192.168.160.0，这样计算反

而出错的可能性很小。

六、本地和远程网络概念

网络ID相同的计算机称之为本地网络，本地网络中的计算机相互通信不需要路由器

连接；网络ID不相同的计算机称之为远程网络，远程网络中的计算机要相互通信必

须通过路由器连接。

例题：192.168.10.14/28，192.168.10.15/28，192.168.10.16/28，

192.168.10.31/28哪些是合法IP，哪些是非法IP地址？

主机ID全为0和主机ID全为1的为非法IP地址：192.168.10.15/28、

192.158.10.16/28、192.168.10.31/28都是非法IP地址。

例题：192.168.10.14/28，192.168.10.15/28，192.168.10.16/28哪个不是同一

网段？

网络ID相同的就属于同一网段，则192.168.10.16/28不属于同一网段。

七、子网数和主机数的计算方法

例题：172.168.34.56/20，一共划分为了多少个子网，各子网可以包含多少台主

机。

172.168.34.56是一个B类地址，B类地址用16位表示网络ID，题目中20位表

示网络ID，则子网位数为4位，那么子网就有24次个（即从0000、0001到1111

的16种变化）。

由于IP地址是32位，用20位表示网络ID，则主机ID的位数为12位，则每个

子网可以包含212－2个IP地址，即可以包含4096个IP地址。

注意：为什么计算IP地址时要减2，而计算子网数目时不减2呢？IP地址减2

的原因是主机ID不能全为0也不能全为1；子网就不存在这个问题。

八、公共IP和私有IP地址

IP地址由IANA（Internet地址分配机构）管理和分配，任何一个IP地址要能够

在Internet上使用就必须由IANA分配，IANA分配的能够在Internet上正常使用

的IP地址称之为公共IP地址；IANA保留了一部份IP地址没有分配给任何机构

和个人，这部份IP地址不能在Internet上使用，此类IP地址就称之为私有IP地

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址。为什么私有IP地址不能在Internet上使用呢？因为Internet上没有私有IP

地址的路由。私有IP地址范围包括：

A类：10.0.0.0/8

B类：172.16.0.0/12即172.16.0.1-172.31.255.254共16个B类网络

C类：192.168.0.0/16即192.168.0.1-192.168.255.254共256个C类网络

九、路由概念、Ping、Ipconfig、Route和Tracert命令

通过路由器将数据从一个网络传输到另一个网络称之为路由。路由选择负责在网络中

选择一段最优先的路径将数据传输到目的网络，路由选择的基础和依据是路由表，路

由表由目的网络ID、子网掩码、网关、接口和计费组成，通过routeprint可查看计

算机的路由表。

Ping命令的三种结果

目的地不可到达：路由表无目的地记录

超时：网关设置错有路由表记录

ping命令详解