目錄
一、IP位址和MAC位址
二、IP位址的分類
三、保留的特殊IP位址
四、公網和私網IP位址
MAC（Media Access Control，媒體通路控制）位址，或稱為實體位址，也叫硬體位址，用來定義網絡裝置的位置，MAC位址是網卡出廠時設定的，是固定的（但可以通過在裝置管理器中或系統資料庫等方式修改，同一網段内的MAC位址必須唯一）。MAC位址采用十六進制數表示，長度是6個位元組（48位），分為前24位和後24位。
1、前24位叫做組織唯一标志符（Organizationally Unique Identifier，即OUI），是由IEEE的注冊管理機構給不同廠家配置設定的代碼，區分了不同的廠家。 2、後24位是由廠家自己配置設定的，稱為擴充辨別符。同一個廠家生産的網卡中MAC位址後24位是不同的。
MAC位址對應于OSI參考模型的第二層資料鍊路層，工作在資料鍊路層的交換機維護着計算機MAC位址和自身端口的資料庫，交換機根據收到的資料幀中的“目的MAC位址”字段來轉發資料幀。
IP位址（Internet Protocol Address），縮寫為IP Adress，是一種在Internet上的給主機統一編址的位址格式，也稱為網絡協定（IP協定）位址。它為網際網路上的每一個網絡和每一台主機配置設定一個邏輯位址，常見的IP位址，分為IPv4與IPv6兩大類，目前廣泛應用的是IPv4，目前IPv4幾乎耗盡，下一階段必然會進行版本更新到IPv6；如無特别注明，一般我們講的的IP位址所指的是IPv4。
IP位址對應于OSI參考模型的第三層網絡層，工作在網絡層的路由器根據目标IP和源IP來判斷是否屬于同一網段，如果是不同網段，則轉發資料包。
在計算機二進制中，1個位元組 = 8位 = 8bit（比特）
①IP位址格式和表示
IP位址(IPv4)由32位二進制數組成，分為4段（4個位元組），每一段為8位二進制數（1個位元組）
每一段8位二進制，中間使用英文的标點符号“.”隔開
由于二進制數太長，為了便于記憶和識别，把每一段8位二進制數轉成十進制，大小為0至255。
IP位址的這種表示法叫做“點分十進制表示法”。
IP位址表示為：xxx.xxx.xxx.xxx
舉個栗子：210.21.196.6就是一個IP位址的表示。
②了解2的指數幂
2的幂也稱為2的指數，還可以稱為2的次方，如2的2次方、2的3次方等等，任何數的0次方都等于1。
在IP位址中，0次方到7次方剛好為8位，這對于IP位址二進制轉換為十進制非常友善。
舉個栗子：11010010 = 1×2^7+1×2^6+0×2^5+1×2^4+0×2^3+0×2^2+1×2^1+0×2^0 = 128+64+0+16+0+0+2+0 = 210
我們需要記住上圖的2的幂的結果，不需要死記硬背，這個是有技巧的，從上圖來看，很容易發現，由于是2的幂，所有相鄰的幂的前後都是相差2倍，是以隻要知道其中一個幂值，就知道相鄰的幂的值。
IP位址=網絡位址+主機位址，比如：
計算機的IP位址由兩部分組成，一部分為網絡辨別，一部分為主機辨別，同一網段内的計算機網絡部分相同，主機部分不同同時重複出現。路由器連接配接不同網段，負責不同網段之間的資料轉發，交換機連接配接的是同一網段的計算機。通過設定網絡位址和主機位址，在互相連接配接的整個網絡中保證每台主機的IP位址不會互相重疊，即IP位址具有了唯一性。
長度不同：IP位址為32位（二進制），MAC位址為48位（十六進制）。
配置設定依據不同：IP位址的配置設定是基于網絡拓撲，MAC位址的配置設定是基于制造商。
尋址協定層不同：IP位址應用于OSI第三層（網絡層），而MAC位址應用在OSI第二層（資料鍊路層）。
IP和MAC兩者之間分工明确，默契合作，完成通信過程。在資料通信時，IP位址專注于網絡層，網絡層裝置（如路由器）根據IP位址，将資料包從一個網絡傳遞轉發到另外一個網絡上；而MAC位址專注于資料鍊路層，資料鍊路層裝置（如交換機）根據MAC位址，将一個資料幀從一個節點傳送到相同鍊路的另一個節點上。IP和MAC位址這種映射關系由ARP（Address Resolution Protocol，位址解析協定）協定完成，ARP根據目的IP位址，找到中間節點的MAC位址，通過中間節點傳送，進而最終到達目的網絡。
計算機在和其他計算機通信之前，首先要判斷目标IP位址和自己的IP位址是否在一個網段，這決定了資料鍊層的目标MAC位址是目标計算機的還是路由器接口的MAC位址。資料包的目标IP位址決定了資料包最終到達哪一個計算機，而目标MAC位址決定了該資料包下一跳由哪個裝置接收，不一定是終點。
IP位址分A、B、C、D、E五類，其中A、B、C這三類是比較常用的IP位址，D、E類為特殊位址。
①、A類位址
A類位址第1位元組為網絡位址（最高位固定是0），另外3個位元組為主機位址。
A類位址範圍：1.0.0.0 - 126.255.255.255，其中0和127作為特殊位址。
A類網絡預設子網路遮罩為255.0.0.0，也可寫作/8。
A類網絡最大主機數量是256×256×256-2=166777214（減去1個主機位為0的網絡位址和1個廣播位址）。
在計算機網絡中，主機ID全部為0的位址為網絡位址，而主機ID全部為1的位址為廣播位址，這2個位址是不能配置設定給主機用的。
②、B類位址
B類位址第1位元組（最高位固定是10）和第2位元組為網絡位址，另外2個位元組為主機位址。
B類位址範圍：128.0.0.0 - 191.255.255.255。
B類網絡預設子網路遮罩為255.255.0.0，也可寫作/16。
B類網絡最大主機數量256×256-2=6554。
③、C類位址
C類位址第1位元組（最高位固定是110）、第2位元組和第3個位元組，另外1個位元組為主機位址。
C類位址範圍：192.0.0.0 - 223.255.255.255。
C類網絡預設子網路遮罩為255.255.255.0，也可寫作/24。
C類網絡最大主機數量256-2=254。
④、D類位址
D類位址不分網絡位址和主機位址，它的第1個位元組的最高位固定是1110。
D類位址用于多點傳播（也稱為多點傳播）的位址，無子網路遮罩。
D類位址範圍：224.0.0.0 - 239.255.255.255。
⑤、E類位址
E類位址也不分網絡位址和主機位址，它的第1個位元組的最高位固定是11110。
E類位址範圍：240.0.0.0 - 255.255.255.255。
其中240.0.0.0-255.255.255.254作為保留位址，主要用于Internet試驗和開發，255.255.255.255作為廣播位址。
IP位址總結學習思維導圖如下：
以下這些特殊IP位址都是不能配置設定給主機用的位址：
主機ID全為0的位址：特指某個網段，比如：192.168.10.0 255.255.255.0，指192.168.10.0網段。
主機ID全為1的位址：特指該網段的全部主機，比如：192.168.10.255，如果你的計算機發送資料包使用主機ID全是1的IP位址，資料鍊層位址用廣播位址FF-FF-FF-FF-FF-FF。
127.0.0.1：是本地環回位址，指本機位址，一般用來測試使用。回送位址(127.x.x.x)是本機回送位址(Loopback Address)，即主機IP堆棧内部的IP位址。
169.254.0.0：169.254.0.0-169.254.255.255實際上是自動私有IP位址。
0.0.0.0：如果計算機的IP位址和網絡中的其他計算機位址沖突，使用ipconfig指令看到的就是0.0.0.0，子網路遮罩也是0.0.0.0。
保留的特殊IP位址思維導圖如下：
公網IP位址
公有位址配置設定和管理由Inter NIC（Internet Network Information Center 網際網路資訊中心）負責。各級ISP使用的公網位址都需要向Inter NIC提出申請，有Inter NIC統一發放，這樣就能確定位址塊不沖突。
私網IP位址
建立IP尋址方案的人也建立了私網IP位址。這些位址可以被用于私有網絡，在Internet沒有這些IP位址，Internet上的路由器也沒有到私有網絡的路由表。
A類：10.0.0.0 255.0.0.0，保留了1個A類網絡。
B類：172.16.0.0 255.255.0.0～172.31.0.0 255.255.0.0，保留了16個B類網絡。
C類：192.168.0.0 255.255.255.0～192.168.255.0 255.255.255.0，保留了256個C類網絡。
PS：私網位址通路Internet需要做NAT或PAT網絡位址轉換
公網和私網IP位址思維導圖如下：
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