背景知识

IP地址

IP地址被用来给Internet上的电脑一个编号。大家日常见到的情况是每台联网的PC上都需要有IP地址，才能正常通信。我们可以把“个人电脑”比作“一台电话”，那么“IP地址”就相当于“电话号码”，而Internet中的路由器，就相当于电信局的“程控式交换机”。
IP地址是一个32位的二进制数，通常被分割为4个“8位二进制数”（也就是4个字节）。IP地址通常用“点分十进制”表示成（a.b.c.d）的形式，其中，a,b,c,d都是0~255之间的十进制整数。例：点分十进IP地址（100.4.5.6），实际上是32位二进制数（01100100.00000100.00000101.00000110）。

A类，B类，C类

特殊

D类 以1110开始 用于组播
E类 以11110开始 用于科研保留

范围上划分有些要注意的：
A类 从1.0.0.0 到126.255.255.255
B类 从128.0.0.0到191.255.255.255
C类 从192.0.0.0到223.255.255.255
其中127.x.x.x段地址空间是被保留的回环地址

IP地址包含 网络地址+主机地址，即IP地址=网络地址+主机地址

网络地址:
1、如果是192的C段地址，那么，网络地址就是：192.168.1.0，地址掩码是：255.255.255.0。
2、如果地址掩码是：255.255.0.0，那么网络地址就是：192.168.0.0。
3、网络地址很大一部分是由地址掩码决定的。
主机地址：

如IP地址是202.112.14.137，掩码是255.255.255.224 ，

网络地址是202.112.14.128，子网号是128。

主机地址是202.112.14.137 。

子网掩码

子网掩码(subnet mask)又叫网络掩码、地址掩码、子网络遮罩，它是一种用来指明一个IP地址的哪些位标识的是主机所在的子网，以及哪些位标识的是主机的位掩码。

子网掩码不能单独存在，它必须结合IP地址一起使用。子网掩码只有一个作用，就是将某个IP地址划分成网络地址和主机地址两部分。
子网掩码是一个32位地址，用于屏蔽IP地址的一部分以区别网络标识和主机标识，并说明该IP地址是在局域网上，还是在远程网上。

子网掩码——屏蔽一个IP地址的网络部分的“全1”比特模式。对于A类地址来说，默认的子网掩码是255.0.0.0；对于B类地址来说默认的子网掩码是255.255.0.0；对于C类地址来说默认的子网掩码是255.255.255.0。

• 通过子网掩码，就可以判断两个IP在不在一个局域网内部。

• 子网掩码可以看出有多少位是网络号，有多少位是主机号

网关

网关(Gateway)又称网间连接器、协议转换器。默认网关在网络层上以实现网络互连，是最复杂的网络互连设备，仅用于两个高层协议不同的网络互连。网关的结构也和路由器类似，不同的是互连层。网关既可以用于广域网互连，也可以用于局域网互连

网关实质上是一个网络通向其他网络的IP地址。

比如有网络A和网络B，网络A的IP地址范围为“192.168.1.1~192. 168.1.254”，子网掩码为255.255.255.0；网络B的IP地址范围为“192.168.2.1~192.168.2.254”，子网掩码为255.255.255.0。

在没有路由器的情况下，两个网络之间是不能进行TCP/IP通信的，即使是两个网络连接在同一台交换机（或集线器）上，TCP/IP协议也会根据子网掩码（255.255.255.0）判定两个网络中的主机处在不同的网络里。

而要实现这两个网络之间的通信，则必须通过网关。如果网络A中的主机发现数据包的目的主机不在本地网络中，就把数据包转发给它自己的网关，再由网关转发给网络B的网关，网络B的网关再转发给网络B的某个主机。

所以说，只有设置好网关的IP地址，TCP/IP协议才能实现不同网络之间的相互通信。那么这个IP地址是哪台机器的IP地址呢？网关的IP地址是具有路由功能的设备的IP地址，具有路由功能的设备有路由器、启用了路由协议的服务器（实质上相当于一台路由器）、代理服务器（也相当于一台路由器）。

广播地址(Broadcast Address)

广播地址(Broadcast Address)是专门用于同时向网络中所有工作站进行发送的一个地址。

在使用TCP/IP 协议的网络中，主机标识段host ID 为全1 的IP 地址为广播地址，广播的分组传送给host ID段所涉及的所有计算机。例如，对于10.1.1.0 （255.255.255.0 ）网段，其广播地址为10.1.1.255 （255 即为2 进制的11111111 ），当发出一个目的地址为10.1.1.255 的分组（封包）时，它将被分发给该网段上的所有计算机。

根据IP地址和子网掩码求 网络地址 和 广播地址

• 将IP地址和子网掩码换算为二进制，子网掩码连续全1的是网络地址，后面的是主机地址，虚线前为网络地址，虚线后为主机地址

• IP地址和子网掩码进行与运算，结果是网络地址（即主机号全0是网络地址）

• 将运算结果中的网络地址不变，主机地址变为1，结果就是广播地址

• 地址范围就是含在本网段内的所有主机

网络地址+1即为第一个主机地址，广播地址-1即为最后一个主机地址，
由此可以看出地址范围是： 网络地址+1 至 广播地址-1

• 主机的数量=2^二进制位数的主机-2

减2是因为主机不包括网络地址和广播地址。

示例
一个主机的IP地址是202.112.14.137，掩码是255.255.255.224，要求计算这个主机所在网络的网络地址和广播地址

根据子网掩码可以分割网络号+主机号

255.255.255.224 转二进制：

11111111 11111111 11111111 11100000

网络号有27位，主机号有5位

网络地址就是：把IP地址转成二进制和子网掩码进行与运算

11001010 01110000 00001110 10001001

IP地址&子网掩码