數制轉換與IP位址的關系

前言

在生活中我們提到數字都是10進制的，例如1.2.3.4等等，但是在計算機中卻不是，計算機中使用的為2進制，即0和1，數制之間可以轉換，最常用到的是2進制 10進制 8進制 16進制。下面來具體說說計算的方法

數制的概念

1 3個基本概念

數制：記數的方法，指用一組固定的符号和統一的規則來表示數值的方法，如在計數的過程中采用進位的方法則稱為進位計數制。進位計數制有數位、基數、位權3個要素。

數位:指數字元号在一個數中所處的位置。

基數：指在某種進位計數制中數位上所能使用的數字元号的個數，例如，十進制數的基數是10，八進制的基數是8一樣。

位權：在某種進位計數制中，數位所代表的大小，即處在某一位上的1所表示的數值大小。

2 數制的計算

所謂“二進制”，簡而言之：逢二進一。例如 123這個數字用2進制計算表示如下

二進制與十進制之間的轉換：

十進制轉二進制，方法為：十進制數除2取餘法，即十進制數除2，餘數為權位上的數，得到的商值繼續除2，依此步驟繼續向下運算直到商為0為止。

二進制轉十進制，方法為：把二進制數按權展開、相加即得十進制數

二進制與八進制之間的轉換：

二進制轉八進制，3位二進制數按權展開相加得到1位八進制數。（注意，3位二進制轉成八進制是從右到左開始轉換，不足時補0）

八進制轉成二進制，方法為：八進制數通過除2取餘法，得到二進制數，對每個八進制為3個二進制，不足時在最左邊補零。

二進制與十六進制之間的轉換

二進制轉十六進制，方法為：與二進制轉八進制方法近似，八進制是取三合一，十六進制是取四合一。（注意事項，4位二進制轉成十六進制是從右到左開始轉換，不足時補0）

十六進制轉二進制，方法為：十六進制數通過除2取餘法，得到二進制數，對每個十六進制為4個二進制，不足時在最左邊補零。

IP位址的定義與作用

IP位址就是給每個連接配接在Internet上的主機配置設定的一個32bit位址，由主機部分和網絡部分組成。

其中主機部分是來确定終端的大小（最多可以容納多少台），網絡部份用來确定終端在不在同一網段。例如公司同一部門的計算機要保持在同一網段 并且主機的數量應該在主機部分範圍内。

IP位址是32位2進制數，點分4段十進制來表示，機關換算為1個位元組=8個比特。

現在使用的IP位址為ipv4，為第四版。現在ipv4公網位址已經耗盡，無法給一個裝置一個ip，之後會過渡到ipv6，ipv6為128位2進制

數。

子網路遮罩的作用

它有兩個主要作用：一是屏蔽部分IP位址，區zhi分網絡辨別和主機辨別，解釋IP位址是在區域網路上還是在遠端網絡上；其次将一個大的IP網絡劃分為幾個小的子網絡。子網路遮罩可以減少IP浪費。随着網際網路的發展，越來越多的網絡應運而生，有的是數百個，有的隻是少數，浪費了大量的IP位址，是以有必要對子網進行劃分，使用子網來提高網絡應用的效率。子網路遮罩設定成功後，網絡位址和主機位址就固定了，與IP位址一樣，子網路遮罩的長度為32位，也可以是十進制的。

子網路遮罩也可以2進制表示，其中連續的1表示網絡部分，連續的0表示主機部分。

IP位址的分類

IP位址分為5類：A B C D E

IP位址根據網絡号和主機号來分，分為A、B、C三類及特殊位址D、E。 全0和全1的都保留不用。

A類：(1.0.0.0-126.0.0.0)（預設子網路遮罩：255.0.0.0或 0xFF000000）第一個位元組為網絡号，後三個位元組為主機号。該類IP位址的最前面為“0”，是以位址的網絡号取值于1~126之間。一般用于大型網絡。

B類：(128.0.0.0-191.255.0.0)（預設子網路遮罩：255.255.0.0或0xFFFF0000）前兩個位元組為網絡号，後兩個位元組為主機号。該類IP位址的最前面為“10”，是以位址的網絡号取值于128~191之間。一般用于中等規模網絡。

C類：(192.0.0.0-223.255.255.0)（子網路遮罩：255.255.255.0或 0xFFFFFF00）前三個位元組為網絡号，最後一個位元組為主機号。該類IP位址的最前面為“110”，是以位址的網絡号取值于192~223之間。一般用于小型網絡。

D類：是多點傳播位址。該類IP位址的最前面為“1110”，是以位址的網絡号取值于224~239之間。一般用于多點傳播廣播使用者

E類：是保留位址。該類IP位址的最前面為“1111”，是以位址的網絡号取值于240~255之間，用來科研用途。

在IP位址3種主要類型裡，各保留了3個區域作為私有位址，其位址範圍如下：

A類位址：10.0.0.0～10.255.255.255

B類位址：172.16.0.0～172.31.255.255

C類位址：192.168.0.0～192.168.255.255

回送位址：127.0.0.1。 也是本機位址，等效于localhost或本機IP。一般用于測試使用。例如：ping 127.0.0.1來測試本機TCP/IP是否正常。

私有位址隻能出現在區域網路中，且可以重複使用，因為每個區域網路都是獨立的分支，如果沒有接入外網，不會影響别的區域網路的通信

公有位址出現在網際網路中，如果位址重複将不可以通信，因為位址必須唯一。

有效主機容量

表示在IP中可以容納多少主機容量，通常有效主機容量=2m-2（m為主機的位數），特别注意，網絡辨別和廣播位址是不能用于主機的ip位址的編寫）

c類的有效主機容量=254

B類的有效主機容量=65534

A類的有效主機容量=16777214