IP地址格式 & 二进制转换

IP地址格式

• IP地址是用于在计算机网络中标识和定位设备的一组数字。它由32位二进制(4个8位字节)组成，通常用点分十进制表示法表示。每个字节可以表示0到255之间的值。

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标准格式

• IP地址的标准格式是 xxx.xxx.xxx.xxx，其中每个 xxx 表示一个字节的十进制值。例如，192.168.0.1 是一个常见的私有IP地址。

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子网掩码

• 子网掩码用于确定一个IP地址中哪些位用于网络标识，哪些位用于主机标识。子网掩码也由四个8位字节组成，通常用点分十进制表示法表示。

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CIDR表示法

• CIDR（Classless Inter-Domain Routing）表示法是一种更简洁的IP地址表示法，用于表示网络的前缀长度。CIDR表示法将IP地址和子网掩码用斜杠分隔开，例如 192.168.0.0/24 表示前24位用于网络标识。

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二进制转换

十进制转二进制

• 将每个十进制数转换为8位二进制数的方法是将该数不断除以2，直到商为0。然后将每个步骤的余数从最后一个步骤开始反向排列，得到对应的8位二进制数。

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示例：将十进制数转换为二进制数

以十进制数 192 为例，将其转换为二进制数：

1
2
3
4
5
6
7
8

192 ÷ 2 = 96 余 0
96 ÷ 2 = 48 余 0
48 ÷ 2 = 24 余 0
24 ÷ 2 = 12 余 0
12 ÷ 2 = 6 余 0
6 ÷ 2 = 3 余 0
3 ÷ 2 = 1 余 1
1 ÷ 2 = 0 余 1

将每个步骤的余数从最后一个步骤开始反向排列，得到二进制数 11000000。

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二进制转十进制

• 将一个32位的二进制数分成四组，每组8位。将每个8位二进制数转换为对应的十进制数，得到IP地址的四个十进制数。
• 从右往左开始，第一位的值与$2^0$相乘、第二位的值与$2^1$相乘……以此类推，最后把值全部加起来。

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示例：将二进制数转换为十进制数

以二进制数 11000000 为例，将其转换为十进制数：

$$ 11000000 -> 0×2^0+0×2^1+0×2^2+0×2^3+0×2^4+0×2^5+1×2^6+1×2^7=192 $$ 得到IP地址的第一个十进制数 192。

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示例

IP地址转二进制

输入IP地址：192.168.0.1

将每个十进制数转换为8位二进制数：

1
2
3
4

192 -> 11000000
168 -> 10101000
0   -> 00000000
1   -> 00000001

合并四个8位二进制数得到32位二进制数：11000000.10101000.00000000.00000001

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二进制转IP地址

输入32位二进制数：11000000.10101000.00000000.00000001

将32位二进制数分成四组：

1
2
3
4

11000000 -> 192
10101000 -> 168
00000000 -> 0
00000001 -> 1

得到IP地址：192.168.0.1