部分內容圖片截自慕課網

1. TCP/IP四層模型會對資料逐層打包，其中網路層負責打包IP包頭，而IP包頭拆開內容格式如下圖

注意：一般情況下IP包頭為20個位元組，160個bit大小，包括5行資料，但在IPV4協議下並非一定如此，可能包含其他資訊，如圖中選項和資料行，這也是ipv4通訊慢於ipv6（固定包頭長度）的原因，但是必定含有源IP地址和目的IP地址

2. 分析一下源IP地址和目的IP地址：

1. 長度為32bit，也就是說ip地址最小為32個零：00000000.00000000.00000000.00000000,最大為：32個1
   11111111.11111111.11111111.11111111
2. 轉化為十進位制：0.0.0.0和255.255.255.255
3. 但是並非在此範圍內的所有地址均為有效地址，看下圖：
   

注意：C類別地址最大為223開始，所以其實還有D、E型別，但是不對我們普通使用者開放，其次A和B之間還有一個127，這就不用多說了，localhost和127.0.0.1應該都是用過（這兩者不等，有區別的哦）

A類地址解析：

1. 1.0.0.0代表網路本身，不能用來分配，1.255.255.255代表當前網路的廣播地址，最後一個126.255.255.255也不能分配
2. 第一個數字代表網段，所以最大網路數為126（2^7-2）個，不同的網段之間需要通過路由器來連結,同一網段內通過交換機連結
3. 後三位數代表同一網段下不同的主機數，由於.0.0.0代表網路本身，.255.255.255代表當前網路的廣播，不能用來分配地址，所以最大主機數為2^24-2

B類地址解析：

1. 與A類不同，B類前兩個數代表網段，後兩個數代表主機，191.254和191.252不是同一個網段，需要路由器連結

C類地址解析：

1. 同樣，C類則是前三個數代表網段，後一個數代表主機

私有地址：

普通IP地址需要花錢購買，私有地址則是作為內網IP使用

子網掩碼決定了A、B、C類地址擁有不同的網段數和主機數

3. 子網掩碼：

什麼是子網掩碼：子網掩碼是把大的網路劃分成子網，即VLSM（可變長子網掩碼），把小的網路歸併成大的網路即超網。通俗的理解，子網掩碼代表的是當前IP地址所在的網路編號

標準子網掩碼的表示：

255.0.0.0    255.255.0.0   255.255.255.0
1. A類地址子網掩碼預設為255.0.0.0  B類預設為255.255.0.0 C類預設為255.255.255.0
2. 子網掩碼和ip地址必須共同存在否則沒有意義
 

為什麼必須共同存在：

首先假設有兩個IP地址：A：192.168.1.1和B：192.168.2.1 並且A和B不在同一個子網下從A傳送一條資料
到B，如果沒有子網掩碼，計算機就無法確定A和B是否是同一個子網內的不同網段，因為根據IP地址已經知道
該ip為C類，且屬於不同網段，結果沒有子網掩碼，計算機會預設認為A和B是屬於同一個子網內，導致資料在本
子網內迴圈，直到超時造成網路錯誤
這也就是為什麼說子網掩碼是網路或者一個子網的重要屬性

舉個例子說明子網掩碼是如何劃分子網的：

以B類地址為例，其預設子網掩碼為255.255.0.0，轉化為二進位制後為
11111111.11111111.00000000.00000000
前面八個連續的1代表ip地址中的網路位，而0則代表的是主機位，一般都是前面連續的1，後面連續的0，B類地址後面8位代表了主機位，看下錶（固定長度子網）：

表中資料的計算方法：

• 子網號位數：子網中連續1的個數，此處前提是B類地址，B類地址預設子網掩碼為255.255.0.0，主機位從第三段數字開始，以子網號位數為2舉例：轉化為二進位制為11111111.11111111.11000000.00000000 子網號位數指得就是從第三段開始連續1的個數
• 子網掩碼：同樣例子，講二進位制轉化為十進位制就是子網掩碼255.255.192.0
• 子網數：2^N-2（每一位可能是0或1，所以有2^N中） N代表子網號位數，減2是因為在因特網標準RFC 950中，子網掩碼不能全為1或0(無分類域間路由選擇CIDR已經可以使用全0和1的子網掩碼)
• 主機數：同例中，後14位0代表主機位，2^14=16383 由於主機位全1時代表當前網段的廣播地址，所以主機數為16382

以上也就能再次解釋為什麼子網掩碼必須同IP地址一起使用了，並且，子網掩碼並不是可以隨意設定的，如果設定大了，計算機會認為資料是發往和本機不在同一子網的目的機，而根據子網尋徑規則，資料將在當前子網內迴圈，知道超時且資料被拋棄。如果設定小了，會將本在同一子網的計算機間資料傳輸當做是跨子網傳輸，資料交給了閘道器處理，從而降低了效率。所以子網掩碼應該根據網路規模設定，假設一個網路規模不會超過254臺電腦，那麼子網掩碼設定為255.255.255.0就行了，超過254而不超過16382的，假設1500，設定為255.255.0.0就行了

作用：將某個IP地址劃分成網路地址和主機地址兩部分。子網掩碼一旦設定，網路地址和主機地址就固定了。

計算：

1. 將IP地址和子網掩碼轉換為二進位制的形式，然後進行“與”計算。得到網路號，也就是該子網的首地址。
2. 將轉化為二進位制後的子網掩碼進行取反，然後再和ip地址進行與運算，就得到了主機地址

例如：
A的IP地址：192.168.1.1 子網掩碼：255.255.255.0
由IP可知為C類地址
計算IP地址的網路號：