IP地址段与子网掩码

子网掩码是用来判断任意两台计算机的IP地址是否属于同一子网络。

最为简单的理解就是两台计算机各自的IP地址与子网掩码进行AND运算后，如果得出的结果是相同的，则说明这两台计算机是处于同一个子网络上的，可以进行直接的通讯，世界很简单。

示例： 

192.168.0.1/24  —> 255.255.255.xxx

含义是前24位全部是1，后8位是0，主机个数有 2^8=256个

运算演示之一：

IP 地址　 192.168.0.1

子网掩码　255.255.255.0　

转化为二进制进行运算：

IP 地址　11010000.10101000.00000000.00000001

子网掩码 11111111.11111111.11111111.00000000

AND运算

11000000.10101000.00000000.00000000

转化为十进制后为：192.168.0.0

运算演示之二：

IP 地址　 192.168.0.254

子网掩码　255.255.255.0　

转化为二进制进行运算：

IP 地址　11000000.10101000.00000000.11111110

子网掩码 11111111.11111111.11111111.00000000

AND运算

11000000.10101000.00000000.00000000

转化为十进制后为：192.168.0.0

运算演示之三：

IP 地址　 192.168.0.4

子网掩码　255.255.255.0

转化为二进制进行运算：

IP 地址　11010000.10101000.00000000.00000100

子网掩码 11111111.11111111.11111111.00000000

AND运算

11000000.10101000.00000000.00000000

转化为十进制后为：192.168.0.0

通过以上对三组计算机IP地址与子网掩码的AND运算后，运算结果是一样，均为 192.168.0.0

所以计算机就会把这三台计算机视为是同一子网络，然后进行通讯的。

我现在单位使用的米扑代理服务器，内部网络就是这样规划的。

也许你又要问，这样的子网掩码究竟有多少了IP地址可以用呢？你可以这样算。

根据上面可以看出，局域网内部的ip地址是我们自己规定的当然和其他的ip地址是一样的），这个是由子网掩码决定的通过对255.255.255.0的分析。

可得出：前三位IP码由分配下来的数字就只能固定为192.168.0　　所以就只剩下了最后的一位，那么显而易见了，ip地址只能有2的8次方减1），即256-1=255 一般末位为0或者是255的都有其特殊的作用。

IP地址数量

截至2017年12月，我国IPv6地址数量为23430块/32，年增长10.6%

全球 IPv4 地址数已于2011年2月分配完毕，全球IPv4总地址 2^32 大约40亿个，

其中，需除去一些保留A、B、C段，如 10.0.0.0、172.16.0.0-172.31.0.0、172.168.0.0 、 192.168.0.0

自2011年开始我国IPv4地址总数基本维持不变，截至2017年12月，共计有33870万个，全球占比 3.387/40 = 8.468%

数据来自于：2018年中国互联网络发展状况统计报告

IP个数查询：https://neo.quadranet.com/utilities/ip

IPv6测试：http://test-ipv6.com

IP段、A类IP是什么

1. A类地址

１）A类地址第1字节为网络地址，其它3个字节为主机地址。

２）A类地址范围：1.0.0.1—126.255.255.254

３）A类地址中的私有地址和保留地址：

① 10.xxx.xxx.xxx 是私有地址，所谓的私有地址就是在互联网上不使用，而被用在局域网络中的地址。

范围10.0.0.0-10.255.255.255

② 127.X.X.X是保留地址，用做循环测试用的。

2. B类地址

１） B类地址第1字节和第2字节为网络地址，其它2个字节为主机地址。

２） B类地址范围：128.0.0.1—191.255.255.254

３） B类地址的私有地址和保留地址

① 172.16.0.0—172.31.255.255是私有地址

② 169.254.X.X是保留地址。如果你的IP地址是自动获取IP地址，而你在网络上又没有找到可用的DHCP服务器，就会得到其中一个IP。

3. C类地址

１）C类地址第1字节、第2字节和第3个字节为网络地址，第4个个字节为主机地址。另外第1个字节的前三位固定为110。

２）C类地址范围：192.0.0.1—223.255.255.254。

３）C类地址中的私有地址：192.168.xxx.xxx是私有地址。(192.168.0.0-192.168.255.255)

4. D类地址

１） D类地址不分网络地址和主机地址，它的第1个字节的前四位固定为1110。

２） D类地址范围：224.0.0.1—239.255.255.254

5. E类地址

１） E类地址不分网络地址和主机地址，它的第1个字节的前五位固定为11110。

２） E类地址范围：240.0.0.1—255.255.255.254

IP的英文概念是非常广泛的，包括品牌、商标、版权，还有很重要的就是商业秘密、商业模式、商业标准等。

IP拥有量的多少，是区分制造与创造的最主要标志，一个国家拥有的IP太少，它的产业或者企业在国际分工中就只能扮演初级加工者的角色。

IP段对应表

IP地址段与子网掩码计算表 

注： 广播地址x.x.x.0 和 x.x.x.255 为保留地址，因此 可用IP数 = (网络号 - 广播地址)

1、IP段分为五段

IPV4把IP地址分为五类，分类方法如下图所示：

IP段分为以下几类：

A: 0.0.0.0-127.255.255，其中段0和127不可用

B: 128.0.0.0-191.255.255.255

C: 192.0.0.0-223.255.255.255

D: 224.0.0.0-239.255.255.255

E: 240.0.0.0-255.255.255.255，其中段255不可用

这其中除了段0和段127之外，还有一些IP地址因为有其他的用途，是不可以用作普通IP的，还有一部分被用作私有IP地址。

2、特殊用途的IP

将这些特殊的IP地址分为三类，特殊源地址、环回地址以及广播地址。如下表所示：

3、私有IP

与私有IP地址对应的是公有地址Public address），由Inter NICInternet Network Information Center 因特网信息中心）负责。这些IP地址分配给注册并向Inter NIC提出申请的组织机构。通过它直接访问因特网。  

私有IP的出现是为了解决公有IP地址不够用的情况。从A、B、C三类IP地址中拿出一部分作为私有IP地址，这些IP地址不能被路由到Internet骨干网上，Internet路由器也将丢弃该私有地址。如果私有IP地址想要连至Internet，需要将私有地址转换为公有地址。这个转换过程称为网络地址转换Network Address Translation，NAT），通常使用路由器来执行NAT转换。

私密IP段的范围如下：

A段：10.0.0.0~10.255.255.255，即10.0.0.0/8

B段：172.16.0.0~172.31.255.255，即172.16.0.0/12

C段：192.168.0.0~192.168.255.255，即192.168.0.0/16

IP 、子网掩码 、路由器 、DNS

子网掩码

要想理解什么是子网掩码，就不能不了解IP地址的构成。

互联网是由许多小型网络构成的，每个网络上都有许多主机，这样便构成了一个有层次的结构。IP地址在设计时就考虑到地址分配的层次特点，将每个IP地址都分割成网络号和主机号两部分，以便于IP地址的寻址操作。IP地址的网络号和主机号各是多少位呢？如果不指定，就不知道哪些位是网络号、哪些是主机号，这就需要通过子网掩码来实现。

什么是子网掩码子网掩码不能单独存在，它必须结合IP地址一起使用。子网掩码只有一个作用，就是将某个IP地址划分成网络地址和主机地址两部分子网掩码的设定必须遵循一定的规则。与IP地址相同，子网掩码的长度也是32位，左边是网络位，用二进制数字“1”表示；右边是主机位，用二进制数字“0”表示。假设IP地址为“192.168.1.1”子网掩码为“255.255.255.0”。其中，“1”有24个，代表与此相对应的IP地址左边24位是网络号；“0”有8个，代表与此相对应的IP地址右边8位是主机号。这样，子网掩码就确定了一个IP地址的32位二进制数字中哪些是网络号、哪些是主机号。这对于采用TCP/IP协议的网络来说非常重要，只有通过子网掩码，才能表明一台主机所在的子网与其他子网的关系，使网络正常工作。常用的子网掩码有数百种，这里只介绍最常用的两种子网掩码。

子网掩码是“255.255.255.0”的网络：

最后面一个数字可以在0~255范围内任意变化，因此可以提供256个IP地址。但是实际可用的IP地址数量是256-2，即254个，因为主机号不能全是“0”或全是“1”。

子网掩码是“255.255.0.0”的网络：

后面两个数字可以在0~255范围内任意变化，可以提供255²个IP地址。但是实际可用的IP地址数量是255²-2，即65023个。

IP地址的子网掩码设置不是任意的。如果将子网掩码设置过大，也就是说子网范围扩大，那么，根据子网寻径规则，很可能发往和本地主机不在同一子网内的目标主机的数据，会因为错误的判断而认为目标主机是在同一子网内，那么，数据包将在本子网内循环，直到超时并抛弃，使数据不能正确到达目标主机，导致网络传输错误；如果将子网掩码设置得过小，那么就会将本来属于同一子网内的机器之间的通信当做是跨子网传输，数据包都交给缺省网关处理，这样势必增加缺省网关(文章下方有解释)的负担，造成网络效率下降。因此，子网掩码应该根据网络的规模进行设置。如果一个网络的规模不超过254台电脑，采用“255.255.255.0”作为子网掩码就可以了，现在大多数局域网都不会超过这个数字，因此“255.255.255.0”是最常用的IP地址子网掩码；假如在一所大学具有1500多台电脑，这种规模的局域网可以使用“255.255.0.0”，其支持的最大电脑数为65000台。

网关

网关实质上是一个网络通向其他网络的IP地址。

比如有网络A和网络B：

网络A的IP地址范围为“192.168.1.1~192.168.1.254”，子网掩码为255.255.255.0；

网络B的IP地址范围为“192.168.2.1~192.168.2.254”，子网掩码为255.255.255.0。

在没有路由器的情况下，两个网络之间是不能进行TCP/IP通信的，即使是两个网络连接在同一台交换机（或集线器）上，TCP/IP协议也会根据子网掩码（255.255.255.0）判定两个网络中的主机处在不同的网络里。而要实现这两个网络之间的通信，则必须通过网关。如果网络A中的主机发现数据包的目标主机不在本地网络中，就把数据包转发给它自己的网关，再由网关转发给网络B的网关，网络B的网关再转发给网络B的某个主机。网络B向网络A转发数据包的过程也是如此。所以说，只有设置好网关的IP地址，TCP/IP协议才能实现不同网络之间的相互通信。那么这个IP地址是哪台机器的IP地址呢？网关的IP地址是具有路由功能的设备的IP地址，具有路由功能的设备有路由器、启用了路由协议的服务器（实质上相当于一台路由器）、代理服务器（也相当于一台路由器）。

路由器（Windows下叫默认网关，网关就是路由，路由就是网关，不要蒙）

如果搞清了什么是网关，默认网关也就好理解了。就好像一个房间可以有多扇门一样，一台主机可以有多个网关。默认网关的意思是一台主机如果找不到可用的网关，就把数据包发给默认指定的网关，由这个网关来处理数据包。现在主机使用的网关，一般指的是默认网关。

如何设置默认网关　一台电脑的默认网关是不可以随随便便指定的，必须正确地指定，否则一台电脑就会将数据包发给不是网关的电脑，从而无法与其他网络的电脑通信。默认网关的设定有手动设置和自动设置两种方式。

1）手动设置

手动设置适用于电脑数量比较少、TCP/IP参数基本不变的情况，比如只有几台到十几台电脑。因为这种方法需要在联入网络的每台电脑上设置“默认网关”，非常费劲，一旦因为迁移等原因导致必须修改默认网关的IP地址，就会给网管带来很大的麻烦，所以不推荐使用。需要特别注意的是：默认网关必须是电脑自己所在的网段中的IP地址，而不能填写其他网段中的IP地址。

2）自动设置

自动设置就是利用DHCP服务器来自动给网络中的电脑分配IP地址、子网掩码和默认网关。这样做的好处是一旦网络的默认网关发生了变化时，只要更改了DHCP服务器中默认网关的设置，那么网络中所有的电脑均获得了新的默认网关的IP地址。这种方法适用于网络规模较大、TCP/IP参数有可能变动的网络。另外一种自动获得网关的办法是通过安装代理服务器软件（如MS Proxy）的客户端程序来自动获得，其原理和方法和DHCP有相似之处。由于篇幅所限，就不再详述了。

缺省网关

缺省网关（Default Gateway）是计算机网络中一个如何将数据包转发到其他网络中的节点。

在一个典型的TCP / IP网络，节点（如服务器、工作站和网络设备）都有一个定义的默认路由设置（指向默认网关）。

可以在没有特定路由的情况下，明确出发送数据包的下一跳IP地址。

可以看出缺省网关就是默认网关，那么有人会说既然有一样为什么又凭空多出来一个缺省网关，我的理解是这样的，应该说默认网关是缺省网关的一个子集。缺省网关有一个定义的默认路由设置（指向默认网关），缺省网关就相当于一个代理服务器暂时管理发送的数据包，当发送到目标主机时先由目标主机的缺省网关接收再找到对应的默认网关，就相当于缺省网关是父类，默认网关是子类~~

DHCP服务器

DHCP指的是由服务器控制一段IP地址范围，客户机登录服务器时就可以自动获得服务器分配的IP地址和子网掩码。提升地址的使用率。

DNS服务器

域名服务器(Domain Name Server)。在Internet上域名与IP地址之间是一一对应的，域名虽然便于人们记忆，但机器之间只能互相认识IP地址，它们之间的转换工作称为域名解析，域名解析需要由专门的域名解析服务器来完成，DNS就是进行域名解析的服务器 。

MAC地址

MAC地址就如同我们身份证上的身份证号码，具有全球唯一性。(知道这个就行了，不用往下看了)

MAC（Media Access Control，介质访问控制）地址

• 前24位叫做组织唯一标志符（Organizationally Unique Identifier，即OUI），是由IEEE的注册管理机构给不同厂家分配的代码，区分了不同的厂家。
• 后24位是由厂家自己分配的，称为扩展标识符。同一个厂家生产的网卡中MAC地址后24位是不同的。
• 网卡的物理地址通常是由网卡生产厂家烧入网卡的EPROM（一种闪存芯片，通常可以通过程序擦写），它存储的是传输数据时真正赖以标识发出数据的电脑和接收数据的主机的地址。

也就是说，在网络底层的物理传输过程中，是通过物理地址来识别主机的，它一定是全球唯一的。比如，著名的以太网卡，其物理地址是48bit（比特位）的整数，如：44-45-53-54-00-00，以机器可读的方式存入主机接口中。以太网地址管理机构(除了管这个外还管别的)（IEEE）（IEEE：电气和电子工程师协会）将以太网地址，也就是48比特的不同组合，分为若干独立的连续地址组，生产以太网网卡的厂家就购买其中一组，具体生产时，逐个将唯一地址赋予以太网卡。在一个稳定的网络中，IP地址和MAC地址是成对出现的。如果一台计算机要和网络中另一外计算机通信，那么要配置这两台计算机的IP地址，MAC地址是网卡出厂时设定的，这样配置的IP地址就和MAC地址形成了一种对应关系。在数据通信时，IP地址负责表示计算机的网络层地址，网络层设备（如路由器）根据IP地址来进行操作；MAC地址负责表示计算机的数据链路层地址，数据链路层设备（如交换机）根据MAC地址来进行操作。IP和MAC地址这种映射关系由ARP（Address Resolution Protocol，地址解析协议）协议完成。

服务器

服务器的分类，按照软件开发阶段来分，服务器可以大致分为2种

（1）远程服务器

• 别名：外网服务器、正式服务器
• 使用阶段：应用上线后使用的服务器
• 使用人群：供全体用户使用
• 速度：服务器的性能、用户的网速

（2）本地服务器

• 别名：内网服务器、测试服务器
• 使用阶段：应用处于开发、测试阶段使用的服务器
• 使用人群：仅供公司内部的开发人员、测试人员使用
• 速度：由于是局域网，所以速度飞快，有助于提高开发测试效率

本地服务器的选择

• 远程服务器就是本地内网服务器开放外网访问而已
• 如果处于学习、开发阶段，自己搭建一个本地服务器即可

端口号

端口包括物理端口和逻辑端口。

物理端口是用于连接物理设备之间的接口，逻辑端口是逻辑上用于区分服务的端口。

TCP/IP协议中的端口就是逻辑端口，通过不同的逻辑端口来区分不同的服务。端口有什么用呢？我们知道，一台拥有IP地址的主机可以提供许多服务，比如Web服务、FTP服务、SMTP服务等，这些服务完全可以通过1个IP地址来实现。那么，主机是怎样区分不同的网络服务呢？显然不能只靠IP地址，因为IP 地址与网络服务的关系是一对多的关系。实际上是通过“IP地址+端口号”来区 分不同的服务的。

1）公认端口（Well-Known Ports）

这类端口也常称之为"常用端口"。这类端口的端口号从0到1023，它们紧密绑定于一些特定的服务。通常这些端口的通信明确表明了某种服务的协议，这种端口是不可再重新定义它的作用对象。80端口实际上总是HTTP通信所使用的，而23号端口则是Telnet服务专用的。

2）注册端口（Registered Ports）

端口号从1025到49151。分配给用户进程或应用程序。这些进程主要是用户选择安装的一些应用程序，而不是分配好的公认端口的常用程序。

3）动态和/或私有端口（Dynamic and/or Private Ports）

之所以称为动态端口，因为它一般不固定分配某种服务，而是动态分配。

IP地址的应用实例

米扑代理，采用自建机房搭建服务器，拥有电信、联通、移动等网络运营商A、B、C类ip地址数千万个，并且实时高效智能切换ip

米扑代理，全部是私密高匿代理，支持 http、https、socks5等协议，高达99%以上的可用率，理论上是100%，可以采集研究淘宝、京东、天眼查等商业数据

米扑代理：https://proxy.mimvp.com

参考推荐：

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网关、默认网关、自动网关、路由、网关与路由器的关系

IPv4 保留地址、私有地址、运营商级IP地址

2018年中国互联网络发展状况统计报告

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9大代理服务器软件的比较与分析