MAC地址与IP地址

author：mxh
数据包的目标IP地址决定了数据包最终该到达哪一个计算机，而目标MAC地址决定了该数据包下一跳由哪个设备接收，不一定是最终目的地。

计算机的IP地址有两大部分组成，一部分为网络地址，一部分为主机地址，同一网段的计算机网络地址相同，路由器连接不同网段，负责不同网段之间的数据转发，交换机连接的是同一网段的计算机。

计算机在和其他计算机通信之前，首先要判断目标IP地址和自己的IP地址是否在一个网段，这决定了数据链层的目标MAC地址是目标计算机的还是路由器接口的MAC地址。

同一个网段的中的计算机子网掩码相同，网关就是到其他网段的出口，也就是路由器接口地址。路由器接口使用的地址可以是本网段中任何一个地址，不过通常使用该网段的第一个可用的地址或最后一个可用的地址，这是为了尽可能避免和网络中的计算机地址冲突。

计算机通信先要判断目标地址和自己是否在同一个网段。

使用自己的IP地址和子网掩码做与运算，得到自己所在的网段。
使用目标IP地址和自己的子网掩码做与运算，得到目标主机是哪个网段。
比较这两个网段是否一样。

IP地址和子网掩码做与运算 主机位归0 就得到计算机所在的网段。

网络地址的最高位是0的地址为A类地址。网络ID是0不能用，127作为保留网段，因此A类地址的第1部分取值范围1-126。
A类网络默认子网掩码为255.0.0.0。主机ID由后24位组成，每一圆点中间部分的取值范围0-255，共256种取值，所以一个A类网络主机数量是256×256×256=
166777216，这里还需减去2，主机ID全0的地址为网络地址，而主机ID全部为1的地址为广播地址。

网络地址的最高位是10的地址为B类地址。IP地址第一个的字节的取值范围为128-191。
B类网络默认子网掩码为255.255.0.0。主机ID由后16位组成，每个B类网络可以容纳的最大主机数量256×256-2=65532。

网络地址的最高位是110的地址为C类地址。IP地址第一个的字节的取值范围为192-223。
C类网络默认子网掩码为255.255.255.0。主机ID由后8位组成，每个C类网络可以容纳的最大主机数量256-2=254。

网络地址的最高位是1110的地址为D类地址。D类地址第一的字节的取值范围为224-239。用于多播（也称为组播）的地址，组播地址没有子网掩码。

网络地址的最高位是11110的地址为E类地址。第一部分取值范围240-254，保留为今后使用。

主机ID全为0的地址：特指某个网段，比如192.168.10.0/24，指192.168.10.0网段。
主机ID全为1的地址：特指该网段的全部主机，如果你的计算机发送数据包使用主机ID全是1的IP地址，数据链层地址用广播地址FF-FF-FF-FF-FF-FF。
127.0.0.1：是本地环回地址，指本机地址，一般用来测试使用。回送地址(127.x.x.x)是本机回送地址(Loopback Address)，即主机IP堆栈内部的IP地址。
169.254.0.0：169.254.0.0-169.254.255.255实际上是自动私有IP地址。
0.0.0.0：如果计算机的IP地址和网络中的其他计算机地址冲突，使用ipconfig命令看到的就是0.0.0.0，子网掩码也是0.0.0.0。

公有地址分配和管理由Inter NIC（Internet Network Information Center 因特网信息中心）负责。各级ISP使用的公网地址都需要向Inter NIC提出申请，有Inter NIC统一发放，这样就能确保地址块不冲突。

创建IP寻址方案的人也创建了私网IP地址。这些地址可以被用于私有网络，在Internet没有这些IP地址，Internet上的路由器也没有到私有网络的路由表。
A类：10.0.0.0 255.0.0.0，保留了一个A类网络。
B类：172.16.0.0 255.255.0.0～172.31.0.0 255.255.0.0，保留了16个B类网络。
C类：192.168.0.0 255.255.255.0～192.168.255.0 255.255.255.0，保留了256个C类网络。

子网划分

子网划分，就是借用现有网段的主机位做子网位，划分出多个子网。子网划分的任务包括两部分：
等长子网划分就是将一个网段等分成多个网段，也就是等分成多个子网。
1.确定子网掩码的长度。
2.确定子网中第一个可用的IP地址和最后一个可用的IP地址。