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本文专栏：网络基础——带你走进网络世界
本专栏会持续更新网络基础知识，希望大家多多支持，让我们一起探索这个神奇而广阔的网络世界。
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前言
IP地址和子网掩码在网络中非常重要，它们共同决定了网络中主机的逻辑地址。本文将介绍IP地址和子网掩码的定义、类型以及如何利用它们解决实际问题。
一、IP地址的概念
IP地址是用于标识网络中主机的逻辑地址，它由32位二进制数组成，为了方便记忆，分将32位分成了4组，每组8位，组与组之间用“.”隔开（如下图），最后将每组的二进制转换为十进制。
IP地址由两部分组成：网络标识和主机标识。
IP地址可以分为公有地址和私有地址。
公有地址是在互联网上全球唯一的地址，由国际互联网协会（IANA）负责分配。
私有地址是指在局域网内部使用的地址，可以在不同的局域网中重复使用，通过私有地址可以访问互联网。
小知识：全球拥有43亿个IP地址，虽然听着很多，但IPv4地址在2019年11月25日就已经彻底耗尽。为了解决这个问题使用了NAT技术来缓解IP地址不足的问题。
二、IP地址的分类
IP地址可以分为五类，分别是A类、B类、C类、D类和E类。
1、A类 IP地址
A类IP地址由1字节的网络地址和3字节主机地址组成，网络地址的最高位必须是“0”。A类IP地址的范围是1.0.0.0到126.0.0.0，默认子网掩码为255.0.0.0。
2、B类 IP地址
B类IP地址由2字节的网络地址和2字节主机地址组成，网络地址的最高位必须是“10”。B类IP地址的范围是128.0.0.0到191.255.0.0，默认子网掩码为255.255.0.0。
3、C类 IP地址
C类IP地址由3字节的网络地址和1字节主机地址组成，网络地址的最高位必须是“110”。C类IP地址的范围是192.0.0.0到223.255.255.0，默认子网掩码为255.255.255.0。
4、D类 IP地址
D类IP地址范围从224.0.0.0到239.255.255.255，用于多播传送。
5、E类 IP地址
E类IP地址范围从240.0.0.0到247.255.255.255，保留。
三、子网掩码的概念
子网掩码是一个32位二进制数，它用于区分IP地址的网络部分和主机部分。子网掩码由连续的1和0组成（1表示网络部分，0表示主机部分）。通过子网掩码与IP地址按位与运算，可以确定IP地址的网络部分和主机部分。
子网掩码的计算方法是根据IP地址的类别进行计算。
对于A类地址，前8位为网络标识，后24位为主机标识，因此子网掩码为255.0.0.0；对于B类地址，前16位为网络标识，后16位为主机标识，因此子网掩码为255.255.0.0；对于C类地址，前24位为网络标识，后8位为主机标识，因此子网掩码为255.255.255.0。
三、应用场景
IP地址和子网掩码广泛应用于互联网和局域网中。在互联网中，IP地址用于标识主机，以便进行数据包的传输；子网掩码用于确定主机所属的网络，以便进行路由选择。在局域网中，IP地址和子网掩码用于标识不同的设备，以便进行相互通信。
例如：一家公司拥有多个不同的部门，每个部门都有自己的网络设备。为了实现不同部门之间的通信，需要为每个部门分配不同的IP地址和子网掩码。通过配置正确的IP地址和子网掩码，可以使不同部门的设备相互通信，形成一个互连的网络。
四、总结
IP地址和子网掩码是计算机网络中非常重要，它们分别用于标识主机和确定主机的网络信息。通过理解这两个概念的定义、类型和计算方法，我们可以更好地解决网络通信中的实际问题。在实际应用中，正确配置IP地址和子网掩码是保证网络通信稳定和安全的关键。