計算機網路基礎

1. 數制介紹
- 1.1 數制的基本概念
- 1.2 計算機中常見的數制
- - 1.2.1 十進制（Decimal number）
  - 1.2.2 二進制
  - 1.2.3 十六進制
- 1.3 數制轉換
- - 1.3.1 二進制和十進制間的轉換
  - 1.3.2 十、十六、二進制的轉換
- 1.4 分享一些常見的八位二進制數
2. IP地址
- 2.1 IP地址的定義及分類
- - 2.1.1 IP地址的格式
  - 2.1.2 IP地址的分類
  - 2.1.3 私有網路地址
- 2.2 子網掩碼、網路地址及廣播地址
- - 2.2.1 網段的組成
  - 2.2.2 子網掩碼和網路地址

1. 數制介紹

1.1 數制的基本概念

數制：計數的方法，指的是用一組固定的符號和統一的規則來表示數值的方法，如在計數程序中采用進位的方法稱為進位計數制，進位計數制有位數、基數和位權三個要素，

位數：指的是數字符號在一個數中所處的位置；
基數：指的是在某種進制中能使用數字符號的個位；例如，10進制就是10個（0-9），2進制就是2個（0和1），
位權：指的是在某種進制中某個數字在當前位置代表的大小，例如，10進制 123 中的 1 代表的是1×102即100，

1.2 計算機中常見的數制

1.2.1 十進制（Decimal number）

特點：基數是10，數值用0、1、2、3、4、5、6、7、8、9來表示，
逢十進一，
寫法：(1010)10，1010D，1010

1.2.2 二進制

特點：基數是2，數值部分用0、1來表示，
逢二進一
寫法：(1010)2，1010B

1.2.3 十六進制

特點：基數是16，數值部分用0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F來表示，其中A～F分別代表十進制的10～15，
逢十六進一
寫法：(1010)16，1010H，0X1010

1.3 數制轉換

1.3.1 二進制和十進制間的轉換

方法一：將一個十進制數整數轉換為二進制數可以使用除2取余數法，即：將要轉換的十進制數整數除以2，取余數；然后再用商除以2，再取余數，直到商等于0為止，將每次得到的余數按倒序的方法排列起來即可，例如：

把余數倒排可得到35的二進制數為100011，
將一個十進制數整數轉換為二進制數也可以使用另一種方法（適合對2的次方較為熟悉并且數字不是很大的時候），拿需要轉換的十進制數減去最接近2的N次方的數，然后能滿足大于0就記1，不滿足就記0，例如：

然后按順序書寫就得到125=1111101B，
同樣，將一個二進制整數表示成十進制數，需要用到按權展開法，例如：

1.3.2 十、十六、二進制的轉換

從十進制向十六進制轉換，也可以采用取余法，例如

也就是7D，
十六進制轉10進制也需要用到按權展開法，例如：
二進制轉十六進制
從小數點開始分別向左向右把二進制數每四個分成一組，然后再把每一組二進制數對應的十六進制數寫出來，就能得到相對應的十六進制數，例如：
數值對應關系表：

1.4 分享一些常見的八位二進制數

10000 0000	128
1100 0000	192
1110 0000	224
1111 0000	192
1111 1000	240
1111 1100	248
1111 1110	252
1111 1111	255

2. IP地址

2.1 IP地址的定義及分類

2.1.1 IP地址的格式

互聯網上連接的網路設備和計算機都有唯一的地址，以此作為該主機在Internet上唯一的標識，稱為IP地址，在計算機網路中，每個被傳輸的資料包也要包括一個源IP地址和目標IP地址，

IPv4由32位二進制陣列成，一般用點分十進制表示；
IPv6由128位組成，一般用冒號分隔，十六進制表示，
IPv4分為：私有網路地址和公有網路地址，

公有網路地址是指在互聯網上全球唯一的IP地址，2019年11月26日，是人類互聯網時代值得紀念的一天，全球近43億個IPv4地址已正式耗盡，

2.1.2 IP地址的分類

IP地址由兩部分組成：網路部分（netID）和主機部分（hostID），網路部分用于標識不同的網路，主機部分用于標識一個網路中特定的主機，IP地址的網路部分由IANA（Internet Assigned Number Authority，Internet地址分配機構）統一分配，以保證IP地址的唯一性，為了便于分配和管理，IANA將IP地址分為A、B、C、D、E五類，目前使用做多的IP地址是A、B、C三類，

在這里插入圖片描述

A類地址
- 范圍：1.0.0.1～126.255.255.254
- A類地址=網路部分+主機部分+主機部分+主機部分
- （有類邊界）默認子網掩碼為/8，即255.0.0.0
B類地址
- 范圍：128.0.0.1～191.255.255.254
- B類地址=網路部分+網路部分+主機部分+主機部分
- （有類邊界）默認子網掩碼為/16，即255.255.0.0
C類地址
- 范圍：192.0.0.1～223.255.255.254
- C類地址=網路部分+網路部分+網路部分+主機部分
- （有類邊界）默認子網掩碼為/24，即255.255.255.0
D類地址
- 范圍：224.0.0.1～239.255.255.254
- 作用：用于組播通信的地址
E類地址
范圍：240.0.0.1～255.255.255.254
作用：用于科學研究的保留地址

注意： 127.0.0.1又稱本機環回地址，通常通過在本機上ping此地址來檢查TCP/IP協議安裝的是否正確，而且凡是以127開頭的IP地址都代表本機（廣播地址172.255.255.255除外），

2.1.3 私有網路地址

私有網路地址是指內部網路或主機的IP地址，IANA（Internet地址分配機構）規定將下列的IP地址保留用作私網地址，不在Internet上被分配，可在一個單位或公司內部使用，RFC1918中規定私有地址如下：

A類私有地址： 10.0.0.0～10.255.255.255，10.0.0.0/8
B類私有地址： 172.16.0.0～172.31.255.255，172.16.0.0/16
C類私有地址： 192.168.0.0～192.168.255.255，192.168.0.0/24

2.2 子網掩碼、網路地址及廣播地址

2.2.1 網段的組成

網段由網路地址、可用IP和廣播地址組成，
例如 192.168.1.189/24
網路號：192.126.1.0
可用IP：192.168.1.1～192.126.1.254
廣播地址：192.168.1.255

2.2.2 子網掩碼和網路地址

子網掩碼有32個二進制位

對應IP地址的網路部分用1表示；
對應IP地址的主機部分用0表示，

網路地址是IP地址和子網掩碼自作“與運算”所得到

0與任何數相與都等于0
1和任何數相與都等于任何數
總結：兩個都為1才是1，其他情況都為0，

例：求192.168.1.189/26的網路地址和廣播地址，
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分析：
1.將IP地址轉換成32位的二進制數，如下圖所示：

2.網路地址是IP地址和子網掩碼進行“與”運算，此處子網掩碼位26，所以此IP地址的前26位都為1，所以網路地址和IP地址的前26位都是相同的，只需計算后6位即可，此處后6位相與后都為0，然后將后8位二進制數轉換為十進制即可，100000000=128，得出網路地址為：172.168.1.128 如下圖所示：
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