一、IP地址简介
在生活中我们使用具有上网功能的电子设备都有IP地址，就跟每个人都有自己的名字一样。IP地址分为IPV4、 IPV6，我们所说的的IP地址指的是IPV4的地址。
只要记住你的名字 不管你在世界的哪个地方 我一定会，去见你。
——新海诚《你的名字》
IPV4( Internet Protocol Version 4 )
互联协议版本4，有版本V4之前就有IPV1、 IPV2、 IPV3，同样有IPV5 IPV6，IPV5在实验中已经夭折，替代IPV4的将是IPV6。(IPV4地址比如：192.168.1.1、114.114.114.114，IPV6地址比如：2001::1）
注：接下来我们讲的IP指的是IPV4地址
1.IP是电子设备间的名字。
举个简单的例子，现如今互联网的三大巨头正是通过IP把设备和设备，人和人连接起来。
二、什么是IP地址？
我们常见的是IP地址是十进制的，我们在小学时学到的逢十进一，说的就是十进制。
可真正的IP地址其实是由机器识别的二进制组成的，但为了方便人的记忆转换为十进制。
题外话：为什么人要用十进制，机器使用二进制的呢？在远古的时候原始人狩猎完猎物数数掰着手指数，至多只能数两只手（排除八面罗汉、三头六臂哪吒等），当手指不够数的时候拿石头标记下，这样就造就了十进制，而机器使用"开""关"电路的方式，正好表示0或1，进而形成了二进制。
1.十进制的计算方式
2.二进制的计算方式
3.二进制转换十进制
IP地址由32位二进制组成，转换为十进制的方式让人更容易记忆。
4.IP地址的组成
IP地址是由两部分组成的，网络部分和主机部分，比如：
网络部分如果一样，则代表在同一个网段（主机部分可以不一样）。什么叫同一个网段（同一个广播域）呢？好比在同一房间的人一样，他们之间通讯可以基本靠吼，也就是我们所说的广播。不同网段的好比不同房间的他们之间正常情况下不能通讯。
IP地址分为4组，8bit（8个二进制）一组，4个组组成了32个二进制。
二进制1111 1111转换为十进制为255
• 二进制转十进制
二进制
1111 1111
十进制
255
二进制1110 1001转换为十进制为233
二进制
1110 1001
十进制
233
• 十进制转二进制
将128除以2得出余数，然后一个个往下除，然后将余数倒叙进行排列
• 进制转换计算器方式
打开计算器（搜索中输入calc）
计算器→查看→科学型
选择十进制，输入255
点击 二进制，这时候就将十进制转换为二进制。二进制转十进制一样的道理。
5.IP地址类型
• IP地址类型分为A、B、C、D、E、
A、B、C类：我们生活中常用的类型的IP地址
D类：组播地址在路由协议的时候会讲到几个常用的几个，用户组播地址在CCIE中学习。
E类：仅供Internet实验和开发
注：A类前一位为0，B类前两位为10（其他位任意）；C类前三位为110（其他位任意）；D类前四位为1110（其他位任意）；E类前五位为11110（其他位任意），其中127和0开头的为特殊地址；
• A、B、C三类IP地址的组成
网络部分（NETWORK）
主机部分（HOST）
IP地址的范围和作用思维导图如下：
• IP地址中的特殊地址
公网地址和私网地址
例如192.168.1.100/24
二 子网掩码(subnet mask)
IP中的网络地址和主机地址各是多少位表示呢？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。
概述
子网掩码又叫网络掩码、地址掩码、子网络遮罩，是一个 4 * 8bit（1字节）由 0/1 组成的数字串。
它的作用是屏蔽（遮住）IP地址的一部分以划分成网络地址和主机地址两部分，并说明该IP地址是在局域网上，还是在远程网上。
通过子网掩码，可以把网络划分成子网，即VLSM（可变长子网掩码），也可以把小的网络归并成大的网络即超网。
子网掩码不能单独存在，它必须结合IP地址一起使用。
子网掩码的规则
长度 为 4 * 8bit（1字节），由 连续的1 以及 连续的0 两部分组成，
例如：...，对应十进制：255.255.255.0
假设，局域网中 计算机A 的IP地址为 192.168.1.1，子网掩码为 255.255.255.0， 如下图所示：
网络地址: IP 地址中被 连续的1 遮住的部分，即 ..., 对应的网络地址：192.168.1.0
主机地址: IP 地址中被 连续的0 遮住的部分，即 ..., 对应的网络地址：0.0.0.1
排除 该网络 两个特殊地址：
广播地址：192.168.1.255 （主机号全为）（广播机制及类型见：）
网络地址：192.168.1.0 （主机号全为）
该子网最大的主机数：2的8次方 256 - 2
其他信息：
A类地址来说，默认的子网掩码是255.0.0.0；对于B类地址来说默认的子网掩码是255.255.0.0；对于C类地址来说默认的子网掩码是255.255.255.0。
三 通过子网掩码计算网络地址
计算方法
计算过程是这样的:
1. 将IP地址和子网掩码都换算成二进制；
2. 将两者进行 "与运算"，得到网络地址。
计算过程：上下对齐, 1位1位的算, 1与1=1 , 其余组合都为0
1 0 1 0
与运算 1 0 1 1
-------------------
结果 1 0 1 0
假设 IP地址为 192.168.1.168，子网掩码为 255.255.255.0， 则网络地址换算步骤如下:
1)将IP地址和子网掩码分别换算成二进制
192.168.1.168 换算成二进制为 ...
255.255.255.0 换算成二进制为 ...
2)将二者进行与运算
...
与运算 ···
----------------------------------------------------------------------------
结果 ...
3) 将运算结果换算成十进制： 192.168.1.0
立即实践
以用网线直接将两台计算机连起来为例：
下面是几种IP地址设置, 看看在不同设置下网络是通还是不通.
说明：第1种情况能通是因为这两台计算机处在同一网络192.168.0.0, 所以能通,而2,3种情况下两台计算机处在不同的网络,所以不通.
网络地址的计算过程同上，不再赘述。
结论:
用网线直接连接 或 通过 HUB（集线器）、普通交换机链接的计算机必须处于同一网络(网络地址) 并且主机地址必须不一样 才能通信。
注意：同一网络不是指物理连接，而是指网络地址.
举个例子，两台计算机链接到相同路由器（简单理解为同一个链路），如果他们设置的网络地址不一致，则他们也是不能通信的。
扩展：IP网段表示法
举例说明：192.168.0.0/24
192.168.0.0: 网络地址
24: 表示子网掩码二进制表示法中，连续的 1 的 个数，这里为：···，即 255.255.255.0
四. 默认网关（地址）
参考：《百度百科-网关》
什么是网关？
（可以联想下海关？什么是海关？）
连接两个不同的网络的设备都可以叫网关设备；网关的作用就是实现两个网络之间进行通讯与控制。
网关设备可以是 交互机（三层及以上才能跨网络）、路由器、启用了路由协议的服务器、代理服务器、防火墙等
网关地址就是网关设备的IP地址。
假设我们有两个网络：
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
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的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（如附图所示）。网络A向网络B转发数据包的过程。
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。
默认网关
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。
扩展：自动设置默认网关
自动设置就是利用DHCP（Dynamic Host Configuration Protocol, 动态主机配置协议）服务器来自动给网络中的计算机分配IP地址、子网掩码和默认网关 。
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，那么网络中所有的计算机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。