IP地址的设计
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）
公有地址（Public address）由Inter NIC（Internet Network Information Center因特网信息中心）负责。这些IP地址分配给注册并向Inter NIC提出申请的组织机构。通过它直接访问因特网。
IP地址的种类
ABC类地址的划分
划分只是为了较为规范化的管理，就像软件框架一样进行约定，负责的功能模块及条理也清晰了许多；但这类规范并不是强制性要求，只是有效合理的划分可以节省更多的ip资源，也可缓解IP地址紧缺（资源不够用）。
- A类保留政府机构
- B类分配给中等规模公司
- C类分配给需要的任何人
- D类地址用于网管专业配置地址
- E类地址用于研发人员的科研实验
私有地址
私有地址属于非注册地址，专门为组织机构内部使用（局域网）。以下列出留用的内部私有地址：
- 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
网络地址与广播地址
- 网络地址
网络地址是识别网络ID用的 ，如192.168.1.0 ，说明该网段属于192.168.1的段 ，属于不可用IP
- 广播地址
用于进行广播的通用地址 ，如192.168.1.255。PC在询问网关时，把信息发往192.168.1.255，于是192.168.1.1-192.168.1.254的所有机器都可以接收到它发来的信息，信息会问谁是网关你的MAC地址是多少，如果有一台机器是网关他就会回应
0.0.0.0与127.0.0.1
- 127.0.0.1
127.0.0.1即为主机地址，它不能连接互联网或是局域网，只能自身独立使用；只要使用这个地址发送数据，则数据包不会出现在网络传输过程中，常用于屏蔽软件官网对正版的校验，在系统也是代表本机
- 0.0.0.0
表示所有的地址，对外服务的程序监听的就是这个地址，代表所有的网络都能访问
子网掩码
- 子网掩码的意义
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网络地址以及哪些位标识的是主机地址的位掩码。 一个IP地址的网络部分被称为网络号或者网络地址，子网掩码根据逻辑与运算，得出的结果是相同的网络号，则说明这两台计算机是处于同一个子网络上的，可以进行直接与具有相同的网络号的设备通讯
- 子网掩码ABC类IP地址最大网络范围与最大可用主机数
IP地址分为两部分，左边部分用来标识主机所在的网络，被称为网络地址，右边被用来标识主机本身，称为主机地址；可左右部分各字节占总比的 ?/4 并不知道，也由此，地址的类别开始进行划分开来
| IP地址类型 | 地址表示范围 | 缺省（默认）子网掩码 | 网络位n与主机位h |
|---|---|---|---|
| A类地址 | 1.0.0.1-127.255.255.255 | 255.0.0.0 | 0nnnnnnn.hhhhhhhh.hhhhhhhh.hhhhhhhh |
| B类地址 | 128.0.0.1-191.255.255.255 | 255.255.0.0 | 10nnnnnn.nnnnnnnn.hhhhhhhh.hhhhhhhh |
| C类地址 | 192.0.0.1-223.255.255.255 | 255.255.255.0 | 110nnnnn.nnnnnnnn.nnnnnnnn.hhhhhhhh |
以A类地址说明为例
A类地址最大网络范围：
从1算到127（包括1与127），总数的确是128；但IP地址最后结尾的部分的x.x.x.0为网络地址，最后结尾的部分以x.x.x.255则为广播地址，二者并不能作为ip使用。因此，需要减2，即A类网络可定义27-2=126（A类地址n的个数为7）
A类地址最大可用主机数：
A类地址默认子网掩码是255.0.0.0，而这个0正好是未被遮罩h字节的部分（3*8=24），所以每个网络可以拥有最大可用的主机数为224-2=16777214
得出公式：2^n-2 = x类型IP地址最大网络范围；2^h-2 = 最大可用主机数；B类地址、 C类地址类推同理
- 子网划分的IP广播地址与最大可用主机数
例题2：PC1的ip为192.168.0.3/26，最大可用主机数与广播地址分别是什么？
/26 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1100 0000
26-2 最多可用主机数：62 （子网掩码未遮罩的6个0为h，h为主机编号位）
由例题1得出192.168.0.3/26网络地址为192.168.0.0
公式：网络地址 || (~子网掩码) = 广播地址
将子网掩码~ 取反
/26 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1100 0000
~ 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0011 1111
取反的子网掩码与网络地址进行|| 短路或运算
网络地址 1100 0000.1010 1000.0000 0000.0000 0000 192.168.0.0
~子网掩码 0000 0000.0000 0000.0000 0000.0011 1111 0.0.0.63
广播地址 1100 0000.1010 1000.0000 0000.0011 1111 192.168.0.63
广播地址结果为：192.168.0.63
- 子网掩码划分的IP网络地址
例题1：PC1的ip为192.168.0.3/26，PC2的IP为192.168.0.192/26，双方是否能互相通信？（/26即子网掩码有26个连续1）
/26 1111 1111.1111 1111.1111 1111.1100 0000
dec 255.255.255.192
IP地址与子网掩码进行&& 逻辑与运算
将IP地址与子网掩码的二进制进行&& 逻辑与运算即可得出网络地址；得出网络地址 192.168.0.0（PC1） 与 192.168.0.192 (PC2)不同，所以无法连通
当然，相同网段的ip，但不同子网掩码，也是可以连接的；但，这取决于被子网划分的最大可用主机数的多数主机中相比的最小值
网关
可以这么理解，网关即是两个不同的网络地址设备进行通信的点十进制地址，也就是双方进行信息传递的介质
所谓“路由”，是指把数据从一个地方传送到另一个地方的行为和动作，而路由器，正是执行这种行为动作的机器
网关定义了边界路由，即ip地址的出口，可以理解成国家之间的交界往返地
