網(wǎng)絡(luò)沒有地址就不能工作:只要你發(fā)送某種東西，你就需要具體說明這個(gè)東西要發(fā)到哪里和從哪里發(fā)出來的。要做一個(gè)高效率的網(wǎng)絡(luò)工程師或者管理員，你需要全面理解IP地址:你需要能夠依靠自己思考。如果發(fā)生了某些問題，很可能是某些地址分配不正確。迅速查明故障所在位置對(duì)于英雄和普通人來說是有很大區(qū)別的。普通人需要很長時(shí)間才能修復(fù)這個(gè)問題。在下一篇文章介紹子網(wǎng)之前，我想以最原始的格式全面介紹一下IP地址。這對(duì)于理解子網(wǎng)是非常重要的。

　　 IPv4地址和32位數(shù)字

　　IP地址只是32位二進(jìn)制數(shù)字。但是，它們是重要的二進(jìn)制數(shù)字:你需要知道如何處理這些數(shù)字。當(dāng)處理子網(wǎng)掩碼的時(shí)候，新的網(wǎng)絡(luò)管理員一般會(huì)混淆他們沒有記住的子網(wǎng)掩碼。所有這些子網(wǎng)掩碼的總和是移動(dòng)代表一個(gè)“網(wǎng)絡(luò)”的地址部分與代表一臺(tái)“主機(jī)”的部分之間的界限。一旦你適應(yīng)了這種關(guān)于IP地址和子網(wǎng)掩碼的思維方式，你就掌握了IP地址的方法。

　　二進(jìn)制非常簡單。在二進(jìn)制中，數(shù)碼只有0和1。一個(gè)32位數(shù)碼有32個(gè)0和1。我們都適應(yīng)十進(jìn)制數(shù)碼。在十進(jìn)制中，數(shù)碼中的每一個(gè)位置都可以是0至9之間的任何一個(gè)數(shù)字。在二進(jìn)制中，每一個(gè)位置或者是一個(gè)0，或者是一個(gè)1。下面是以二進(jìn)制表示的255.255.255.0的地址。

　　11111111.11111111.11111111.00000000

　　為了方便，網(wǎng)絡(luò)工程師一般把IP地址分為4個(gè)8位字段，或者稱作8位字節(jié)。在8位數(shù)字中，如果所有的字節(jié)都設(shè)置為1，那么，這個(gè)數(shù)碼等于255。在上面的地址中，11111111代表255，00000000代表0。

　　二進(jìn)制發(fā)揮作用的方法是以二次方為基礎(chǔ)的。每一個(gè)字節(jié)代表一個(gè)不同的二次方。從左手端開始，最有意義的數(shù)位，數(shù)字以下列方式組成:

2的次方	232	...	2 7	2 6	2 5	2 4	2 3	2 2	2 1	2 0
小數(shù)	4,294,967,296	...	128	64	32	16	8	4	2	1

　　這個(gè)結(jié)果是加法。這就是說，如果所有的字節(jié)不變，你可以為每一個(gè)位置簡單地加2的次方值。例如，如果我們有一個(gè)8位數(shù)11111111，我們可以簡單地加:2⁷ + 2 ⁶ +
2 ⁵ + 2 ⁴ + 2 ³ + 2 ² + 2 ¹ + 2 ⁰ = 255

　　現(xiàn)在我們?cè)O(shè)法理解一個(gè)不平凡的例子:11110000

　　我們可以看到，在上述8位數(shù)中，有4位數(shù)是“固定的”。把這些位置上的2的次方的值加起來，結(jié)果是:2⁷ + 2⁶ + 2 ⁵ + 2 ⁴ = 240

　　就是這樣簡單。如果你能把二進(jìn)制數(shù)字轉(zhuǎn)換為小數(shù)形式，你就很容易猜出子網(wǎng)掩碼和網(wǎng)絡(luò)地址。我們將在下一篇文章中介紹這個(gè)問題。

　　現(xiàn)在，把重點(diǎn)集中在32位IPv4地址本身，有一些不同的類型需要了解。所有的IP地址都可以在0.0.0.0至255.255.255.255的數(shù)字范圍內(nèi)。但是，有些地址有特殊用途。

　　環(huán)回地址(loopback):

　　不離開主機(jī)的數(shù)據(jù)包(也就是說，這些數(shù)據(jù)包不會(huì)通過外部網(wǎng)絡(luò)接口)。例如:127.0.0.1

??????? 單播地址:

　　指定向一個(gè)IP地址發(fā)送的數(shù)據(jù)包。例如:2.2.2.2

　　 多播地址:

　　被路由器復(fù)制并且最終由組播路由機(jī)制轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)包。例如:226.0.0.2

　　有限廣播:

　　一個(gè)廣播數(shù)據(jù)包，發(fā)送給每一臺(tái)主機(jī)，僅限于本地子網(wǎng)。例如:255.255.255.255

　　定向廣播:

　　發(fā)送到一個(gè)具體子網(wǎng)的數(shù)據(jù)包，然后進(jìn)行廣播。例如，假如我們不在這個(gè)子網(wǎng)，使用的地址是:1.1.1.255

　　還有一些IP地址的特殊情況，包括專用和組播地址。在224.0.0.0至239.255.255.255之間的地址范圍是為組播保留的。在互聯(lián)網(wǎng)上，任何低于這個(gè)范圍的地址都可能成為被攻擊的目標(biāo)，除非為RFC 1918保留的地址和為一些其它特殊用途分配的地址。這些1918地址是專用地址，這就意味著互聯(lián)網(wǎng)路由器不會(huì)發(fā)送這些地址。這個(gè)地址范圍包括:

　　? 10.0.0.0 -10.255.255.255

　　? 172.16.0.0 - 172.31.255.255

　　? 192.168.0.0 - 192.168.255.255

　　這些IP地址能夠分配給本地的許多計(jì)算機(jī)，你愿意分配給多少臺(tái)計(jì)算機(jī)都可以。但是，在這些計(jì)算機(jī)訪問互聯(lián)網(wǎng)之前，這些地址必須翻譯成能夠全球路由的地址。這個(gè)工作通常由網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換(NAT)完成。1918地址并不是惟一保留的地址空間。但是，這些地址的定義為“本地站點(diǎn)”。組播也有一個(gè)保留的地址范圍。這個(gè)地址范圍并不是連接到互聯(lián)網(wǎng)的:224.0.0.0 至224.0.0.255是組播“本地連接”的地址。

　　為了提供這個(gè)講座的下一篇文章的必要的背景知識(shí)，我們需要確認(rèn)大家都理解一個(gè)本地子網(wǎng)的概念。一旦我們分配給一臺(tái)計(jì)算機(jī)一個(gè)合法的地址，假如子網(wǎng)掩碼設(shè)置正確，這臺(tái)計(jì)算機(jī)就可以同本地網(wǎng)絡(luò)對(duì)話。子網(wǎng)掩碼告訴這個(gè)操作系統(tǒng)哪一個(gè)IP地址在本地子網(wǎng)上，哪一個(gè)IP地址不在本地子網(wǎng)上。我們希望與之對(duì)話的IP地址位于本地子網(wǎng)，那么，這個(gè)操作系統(tǒng)不用使用路由器就能夠直接與它對(duì)話。換句話說，操作系統(tǒng)能夠使用ARP協(xié)議獲得目標(biāo)系統(tǒng)的物理地址并且開始對(duì)話。IP地址和子網(wǎng)掩碼的設(shè)置對(duì)于普通的24位網(wǎng)絡(luò)來說是非常簡單的。標(biāo)準(zhǔn)的255.255.255.0子網(wǎng)掩碼的意思是前三個(gè)八位字節(jié)是網(wǎng)絡(luò)地址，最后的部分是為主機(jī)保留的。例如，一臺(tái)計(jì)算機(jī)被分配了10.0.0.1的IP地址和255.255.255.0的子網(wǎng)掩碼(如果你用二進(jìn)制書寫的話是24位)，這臺(tái)計(jì)算機(jī)能夠同10.0.0.1至10.0.0.255地址范圍內(nèi)的任何人對(duì)話。

　　一定要消化這里講的一切內(nèi)容，因?yàn)橄乱恢v我們將介紹使用CIDR(無類域間路由選擇)設(shè)置子網(wǎng)的內(nèi)容。

　　 小結(jié)

　　?IP地址只是32位數(shù)字。子網(wǎng)掩碼只是一個(gè)能夠上下滑動(dòng)這個(gè)IP地址字節(jié)的“蓋子”，以便創(chuàng)建更大或者更小的網(wǎng)絡(luò)。

　　?一個(gè)IP地址的網(wǎng)絡(luò)部分告訴主機(jī)它的本地子網(wǎng)有多大，本地子網(wǎng)然后告訴主機(jī)它可以直接與誰對(duì)話。

　　?單向廣播數(shù)據(jù)包發(fā)送到一臺(tái)計(jì)算機(jī)，廣播數(shù)據(jù)包發(fā)送到許多臺(tái)計(jì)算機(jī)。