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1. TCP/IP四层模型会对数据逐层打包，其中网络层负责打包IP包头，而IP包头拆开内容格式如下图
注意：一般情况下IP包头为20个字节，160个bit大小，包括5行数据，但在IPV4协议下并非一定如此，可能包含其他信息，如图中选项和数据行，这也是ipv4通信慢于ipv6（固定包头长度）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：
- 长度为32bit，也就是说ip地址最小为32个零：00000000.00000000.00000000.00000000,最大为：32个1
11111111.11111111.11111111.11111111 - 转化为十进制：0.0.0.0和255.255.255.255
- 但是并非在此范围内的所有地址均为有效地址，看下图：
注意：C类别地址最大为223开始，所以其实还有D、E类型，但是不对我们普通用户开放，其次A和B之间还有一个127，这就不用多说了，localhost和127.0.0.1应该都是用过（这两者不等，有区别的哦）
A类地址解析：
- 1.0.0.0代表网络本身，不能用来分配，1.255.255.255代表当前网络的广播地址，最后一个126.255.255.255也不能分配
- 第一个数字代表网段，所以最大网络数为126（2^7-2）个，不同的网段之间需要通过路由器来链接,同一网段内通过交换机链接
- 后三位数代表同一网段下不同的主机数，由于.0.0.0代表网络本身，.255.255.255代表当前网络的广播，不能用来分配地址，所以最大主机数为2^24-2
B类地址解析：
- 与A类不同，B类前两个数代表网段，后两个数代表主机，191.254和191.252不是同一个网段，需要路由器链接
C类地址解析：
- 同样，C类则是前三个数代表网段，后一个数代表主机
私有地址：
普通IP地址需要花钱购买，私有地址则是作为内网IP使用
子网掩码决定了A、B、C类地址拥有不同的网段数和主机数
3. 子网掩码：
什么是子网掩码：子网掩码是把大的网络划分成子网，即VLSM（可变长子网掩码），把小的网络归并成大的网络即超网。通俗的理解，子网掩码代表的是当前IP地址所在的网络编号
标准子网掩码的表示：
255.0.0.0 255.255.0.0 255.255.255.0
1. A类地址子网掩码默认为255.0.0.0 B类默认为255.255.0.0 C类默认为255.255.255.0
2. 子网掩码和ip地址必须共同存在否则没有意义
为什么必须共同存在：
首先假设有两个IP地址：A：192.168.1.1和B：192.168.2.1 并且A和B不在同一个子网下从A发送一条数据
到B，如果没有子网掩码，计算机就无法确定A和B是否是同一个子网内的不同网段，因为根据IP地址已经知道
该ip为C类，且属于不同网段，结果没有子网掩码，计算机会缺省认为A和B是属于同一个子网内，导致数据在本
子网内循环，直到超时造成网络错误
这也就是为什么说子网掩码是网络或者一个子网的重要属性
举个例子说明子网掩码是如何划分子网的：
以B类地址为例，其默认子网掩码为255.255.0.0，转化为二进制后为
11111111.11111111.00000000.00000000
前面八个连续的1代表ip地址中的网络位，而0则代表的是主机位，一般都是前面连续的1，后面连续的0，B类地址后面8位代表了主机位，看下表（固定长度子网）：
| 子网号位数 | 子网掩码 | 子网数 | 每个子网的主机数 |
|---|---|---|---|
| 2 | 255.255.192.0 | 2 | 16382 |
| 3 | 255.255.224.0 | 6 | 8190 |
| 4 | 255.255.240.0 | 14 | 4094 |
| 5 | 255.255.248.0 | 30 | 2046 |
| 6 | 255.255.252.0 | 62 | 1022 |
| 7 | 255.255.254.0 | 126 | 510 |
| 8 | 255.255.255.0 | 254 | 254 |
| 9 | 255.255.255.128 | 510 | 126 |
| 10 | 255.255.255.192 | 1022 | 62 |
| 11 | 255.255.255.224 | 2046 | 30 |
| 12 | 255.255.255.240 | 4094 | 14 |
| 13 | 255.255.255.248 | 8190 | 6 |
| 14 | 255.255.255.252 | 16382 | 2 |
表中数据的计算方法：
- 子网号位数：子网中连续1的个数，此处前提是B类地址，B类地址默认子网掩码为255.255.0.0，主机位从第三段数字开始，以子网号位数为2举例：转化为二进制为11111111.11111111.11000000.00000000 子网号位数指得就是从第三段开始连续1的个数
- 子网掩码：同样例子，讲二进制转化为十进制就是子网掩码255.255.192.0
- 子网数：2^N-2（每一位可能是0或1，所以有2^N中） N代表子网号位数，减2是因为在因特网标准RFC 950中，子网掩码不能全为1或0(无分类域间路由选择CIDR已经可以使用全0和1的子网掩码)
- 主机数：同例中，后14位0代表主机位，2^14=16383 由于主机位全1时代表当前网段的广播地址，所以主机数为16382
以上也就能再次解释为什么子网掩码必须同IP地址一起使用了，并且，子网掩码并不是可以随意设置的，如果设置大了，计算机会认为数据是发往和本机不在同一子网的目的机，而根据子网寻径规则，数据将在当前子网内循环，知道超时且数据被抛弃。如果设置小了，会将本在同一子网的计算机间数据传输当做是跨子网传输，数据交给了网关处理，从而降低了效率。所以子网掩码应该根据网络规模设置，假设一个网络规模不会超过254台电脑，那么子网掩码设置为255.255.255.0就行了，超过254而不超过16382的，假设1500，设置为255.255.0.0就行了
作用：将某个IP地址划分成网络地址和主机地址两部分。子网掩码一旦设置，网络地址和主机地址就固定了。
计算：
1. 将IP地址和子网掩码转换为二进制的形式，然后进行“与”计算。得到网络号，也就是该子网的首地址。
2. 将转化为二进制后的子网掩码进行取反，然后再和ip地址进行与运算，就得到了主机地址
例如：
A的IP地址：192.168.1.1 子网掩码：255.255.255.0
由IP可知为C类地址
计算IP地址的网络号：
| 操作 | 结果 |
|---|---|
| IP地址二进制表示 | 11000000.10000000.00000001.00000001 |
| 子网掩码二进制表示 | 11111111.11111111.11111111.00000000 |
| 与运算 | 11000000.10000000.00000001.11111110 |
| 网络号 | C类地址，所以网络号为11000000.10000000.00000001，即192.168.1 |
| 子网掩码二进制取饭表示 | 00000000.00000000.00000000.11111111 |
| 与运算得出主机位 | 00111111.01111111.11111110.00000001 |
| 主机号 | 63.127.254.1 |
| 广播地址 | 子网掩码二进制取反以后，转化为十进制，加上网络地址，便是当前网络的广播地址，如192.168.1.255 |