【好玩的网络-第2期】家庭中常用的网络设备（中）:讲解路由器之前的基础概念补充，

IP地址是怎么配？子网是什么？如何实现两台主机在子网通信？认识局域网，局域网信息怎么传播？了解路由器工作原理前的基础知识。自由组网前的基础知识。

嗨，大家好！我是你们的小伙伴果子。上一期视频，我们对光猫和交换机有了初步的认识，在上期视频的结尾，我也给出了几个常用的网络拓扑图，提出了几个问题，大家有结合日常的经验思考过吗？这一期，我将带领大家更深入的分析家庭网络。

1.IP地址Internet Protocol（网际互连协议）：

1.1 IP地址简介

我们经常能听到IP地址这个名词，一提到IP地址，大家肯定会有初步的印象，不就是那几个数字吗？实际上，关于IP地址的规定还真不简单，不过，我们仅仅需要了解冰山一角就可以很好的完成基础组网了。

1.2IP地址的含义：

IP地址在网络中起到了举足轻重的作用，也是变化最复杂的一部分。

IP地址由32个2进制数字组成，我们平常为了方便，将每8个二进制数字分为1组，并把每一组转化为10进制数字，并用“点”隔开，每一组的二进制数字的范围从0-255（0-2^8-1）。

例如我们最熟悉最常用的192.168.1.1，其实代表的是这一串二进制数字，

11000000.10101000.00000001.00000001。

IP地址的的表示

1.3 IP地址的构成

IP地址有两部分构成，将32位二进制数字从中间任意位置劈开，左边的为“网络”编号，右边的为主机编号。

例如我们将192.168.1.1从第三个“点”位劈开，其中192.168.1就是网络编号，最后的1就是主机编号。当然，这样理解并不完整，这样表示网络地址也不完整，大家先有个初步的印象，稍后我会进行详细的讲解。

IP地址的构成

1.4 子网掩码(subnet mask)：

我们刚刚将IP地址从任意位置劈开成为“网络编号”和“主机编号”。这里我要强调“任意”两个字。我们刚刚在划分IP地址时，自然的找了一个有“点”的位置切开，这也是我们通常的做法。

IP地址切开的位置

为了规定“从哪里切开”，我们现在新引入一个概念，子网掩码。

子网掩码我们听说的比较多，有时候配置网络时，子网掩码你不知道怎么填，你去网上查资料，资料会告诉你子网掩码填255.255.255.0。但是为什么呢？

配置IP地址，填写子网掩码

子网掩码就是告诉我们“从哪里切”的信息。

子网掩码同样是32个二进制数字，子网掩码也是切出来的，从切开的位置，左边全部都是1，右边全部都是0。IP地址与子网掩码相对应，当子网掩码为1时，IP地址对应网络位编号，当子网掩码为0时，IP地址对应主机编号。

比如255.255.255.0这个子网掩码，前24位全都是1，后8位是0。则192.168.1为网络编号，最后的1为主机编号。

子网掩码举例，case1，2，3

那么如果我想把前面28位和最后4位切开，那么子网掩码应该是什么呢？

子网掩码的前28位全是1，后面四位全都是0。

最后一段的二进制为11110000，转化为10进制后是240，因此对应的子网掩码是255.255.255.240。

子网掩码举例，case4

1.5 IP地址不划分网络号和主机号能行吗？

哎，太麻烦了，这么复杂干嘛？干脆一台设备一个IP就行了呗，干嘛还划分网络段和主机号？这个东西既然存在，也就有存在的道理，而且这个东西还很重要，我们马上来揭晓。

2.网络信息的传输

2.1信息传输的方式

我们刚才花费了很大的功夫初步了解了一下IP地址和子网掩码，现在我们终于能用上了。而当一个设备刚刚连接上互联网，信息的传播方式基本上都是基于广播。

电脑刚开机，有时候甚至连自己的IP都不知道，就像一个刚出生的婴儿一样，不知道自己的名字，也对外界的信息一无所知。

首先得有个名字吧？我们可以自己设置自己的IP地址（手动），也可以有人给我们分配一个IP地址（DHCP服务器分配，自动获取）。

DHCP服务器给主机分配IP地址

假设我是192.168.1.1，我想给张三192.168.1.3寄一份快递，但是我不知道张三的家在哪（MAC地址）。所以我（发送ARP报文）大吼一声，张三，你在哪里？

局域网信息传播最开始是基于广播的

随后，街头小巷都听到了我的声音，当然也包括李四192.168.1.4。李四仔细听了一下，喊得不是他，所以他置之不理。声音传遍大街小巷后，张三终于听到了，并且告诉了我他家的地址（MAC地址），我终于可以和张三正常通信了。

ARP报文传播类比图

那么假如我和张三相距天涯海角，我岂不是要喊的全世界都知道了？李四也很烦，那个谁谁谁怎么天天喊张三啊，不光他喊，王五也喊张三，王六也喊，王七也喊，就连王八都喊，全世界的人都在喊，还让不让我李四睡觉啊？这个时候有人提议，给你们个范围吧，自己只能对着自己周围喊。

广播传播模拟图

这个时候子网就出现了。

子网能使广播信息只在一个区域传播，如果出了子网，广播就会被阻断。

我们刚才已经讲了ip地址和子网掩码，通过这个就可以确定自己所处的子网了。

3.子网与网段

3.1 子网的表示方法

现在我们看看子网的表示方法，我们使用IP地址的网络地址+0号主机地址再加一个斜杠，后面跟子网掩码的1的位数。比如IP为192.168.1.1，掩码为255.255.255.0，那么这个IP所在的子网可以写为192.168.1.0/24，子网内的主机号可以为1-254，也就是192.168.1.1-192.168.1.254。

子网的表示192.168.1.0/24

子网内的主机号

3.2 子网掩码与主机数量的关系

如果掩码为255.255.255.240(11110000)，那么子网可以写为192.168.1.0/28，主机号可以为1-14。我们可以看到，当子网掩码的1越多，剩下能够分配主机IP的范围也就越小，有时候也会很不方便。比如192.168.1.1/28和192.168.1.17/28就需要跨子网通信了，很不方便，所以配置子网时要结合需求来配置。

子网192.168.1.0/28中的主机

主机192.168.1.1/28和192.168.1.17/28不在同一个子网内

3.3 特殊地址：网段与广播地址

在同一个子网有两个特殊的地址，第0个主机号为网段地址，最后一个主机号为广播地址。

如192.168.1.17/28(00010001)这个主机地址所在的网段为192.168.1.16/28(00010000)，广播地址为192.168.1.31 (00011111)。我们常用的192.168.1.1/24，所在的子网地址是192.168.1.0/24，广播地址为192.168.1.255(11111111)。

网段地址与广播地址

4. IP地址的使用

4.1IP地址的分类：

IP地址那么多，我们能不能随意设置呢？这当然是不行的。

IP地址被划分为5类，有公网用的，有局域网用的，也有组播地址。

对于我们来说，根本用不着这么复杂。我们只需要记住几个基本的地址，基本上就能完成组网操作。

IP地址的分类

4.2 常用的局域网地址

有两类专门供局域网用的子网地址，一个是我们最熟悉的192.168开头的，还有一个是10开头的。192.168前两组数字不变，子网掩码如果设置成常用的255.255.255.0，那么第三段可以接0-254，一共255个网段，网段的数量够你用了吧？每个网段还能分配254个主机也足够你用了。比如子网可以设置为192.168.0.0/24，192.168.1.0/24，192.168.2.0/24等等。一般家庭最多也就3个子网，这已经足够完成组网的需求了。