IP地址、子网掩码、网络数、主机数、广播地址及其计算方法

文章目录

1.IP地址基本概念
2.子网掩码
3.广播地址
4.子网划分
5.网络地址计算
6.广播地址计算
7.网络数计算
8.主机数计算
9.块大小计算

1.IP地址基本概念

IP地址
IP地址是主机的唯一标识，保证主机间正常通信。是一种网络编码，用来确定网络中的节点。
IP地址是由32位二进制组成。通常被分割为4个“8位二进制数”（也就是4个字节）。分成4组，每组8位。子网掩码也是。例如：11000000.10000000.00000001.00000010 平时为了方便记忆，使用点分十进制格式。前面的二进制IP表示成十进制是：192.128.1.2。
二进制
8位二进制最小值 00000000 = 0 最大值 11111111=255

分类
IP地址分以下五类：
A类：从1.0.0.0 到126.255.255.255 ，适用于大型网络
B类：从128.0.0.0到191.255.255.255 ，适用于中型网络
C类：从192.0.0.0到223.255.255.255 ，适用于小型网络
D类：从224.0.0.0到239.255.255.255，用于组播
E类：从240.192.0.0.0到255.255.255.255，用于科研保留

A,B,C为常用类别。其中172.x.x.x段地址空间是被保留的回环地址

网络部分（网络地址）和主机部分（主机地址）
IP地址由2部分组成：网络部分+主机部分
IP地址=网络地址+主机地址

2.子网掩码

子网掩码又叫网络掩码、地址掩码、子网络遮罩。它是一种用来指明一个IP地址的哪些位标识的是主机所在的子网，以及哪些位标识的是主机的位掩码。
子网掩码也是一个32位地址，只有一个作用：就是将某个IP地址划分成网络地址和主机地址两部分。

①通过子网掩码，就可以判断两个IP在不在一个局域网内部。
②子网掩码可以看出有多少位是网络号，有多少位是主机号
③其对应的IP地址中网络地址的所有位置都为1，对应于主机地址的所有位置都为0。

每一类IP地址都有默认的子网掩码
对于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。

3.广播地址

广播地址(Broadcast Address)是专门用于同时向网络中所有工作站进行发送的一个地址。

在使用TCP/IP 协议的网络中，主机标识段host ID 为全1 的IP 地址为广播地址，广播的分组传送给host ID段所涉及的所有计算机。例如，对于10.1.1.0 （255.255.255.0 ）网段，其广播地址为10.1.1.255 （255 即为2 进制的11111111 ），当发出一个目的地址为10.1.1.255 的分组（封包）时，它将被分发给该网段上的所有计算机。

4.子网划分

子网划分定义：Internet组织机构定义了五种IP地址，有A、B、C三类地址。A类网络有126个，每个A类网络可能有16777214台主机，它们处于同一广播域。而在同一广播域中有这么多节点是不可能的，网络会因为广播通信而饱和，结果造成16777214个地址大部分没有分配出去。可以把基于每类的IP网络进一步分成更小的网络，每个子网由路由器界定并分配一个新的子网网络地址,子网地址是借用基于每类的网络地址的主机部分创建的。划分子网后，通过使用掩码，把子网隐藏起来，使得从外部看网络没有变化，这就是子网掩码。

5.网络地址计算

①将IP地址和子网掩码换算为二进制，子网掩码连续全1的是网络地址，后面的是主机地址
②将子网掩码和IP地址按位进行逻辑“与”运算，得到IP地址的网络地址，剩下的部分就是主机地址，从而区分出任意IP地址中的网络地址和主机地址。
③将运算结果中的网络地址不变，主机地址变为1，结果就是广播地址
注：网络地址+1即为第一个主机地址，广播地址-1即为最后一个主机地址，
由此可以看出地址范围是：网络地址+1 至广播地址-1

示例
一个主机的IP地址是202.112.14.137，掩码是255.255.255.224，要求计算这个主机所在网络的网络地址和广播地址
子网掩码255.255.255.224 转二进制：11111111.11111111.11111111.11100000
其中网络位部分是27位，主机位部分是5位
网络地址就是：把IP地址转成二进制和子网掩码进行与运算
IP地址202.112.14.137转二进制：11001010 01110000 00001110 10001001
IP地址&子网掩码

11001010 01110000 00001110 10001001

11111111 11111111 11111111 11100000

11001010 01110000 00001110 10000000
注：与位运算：0与任何数运算为0,1与1运算为1
结果为：202.112.14.128

6.广播地址计算

网络地址的主机位全部变成1 ，10011111 即159 即：202.112.14.159

7.网络数计算

网络数=2的X次方（X是子网掩码中，借的1的个数）如：202.106.1.0/25 是一个C类地址借了一位。因为C类默认是/24嘛。所以X=1。网络数=2的1次方=2个。

8.主机数计算

主机数=2的Y次方-2（Y是子网掩码中0的个数）-2是掐头去尾，头是网络号，尾是广播地址。/25意味着子网掩码中有25个1，剩下32-25个0，也就是7个。所以主机数=2的7次方-2=126，也就是每个子网可以产生126个可以分配给主机使用的IP地址。

9.块大小计算

块大小=256-子网掩码：如：202.106.1.0/25 子网掩码=255.255.255.128 所以块大小=256-128=128。块大小知道了，网道络号就知了。因为，202.106.1.0/25 第一个网络号一定是202.106.1.0 第二个网络号就=202.106.1.0 + 128 =202.106.1.128。

于是得出：202.106.1.0/25 这个子网的网络号就是1.0第一个IP就是1.1，最后一个IP=下一个网络号-2=128-2=202.106.1.126。而202.106.1.127是第一网段的广播地址。

202.106.1.128/25 这个子网的网络号就是1.128 第一个IP就是1.129.最后一个IP就是1.254，而1.255是这个网段的广播地址。

ip段/数字-如192.168.0.1/24是什么意思?
后面数字24是告诉我们有多少网络位，也就是子网掩码中前有多少位1。即：子网掩码为11111111.11111111.11111111.00000000———255.255.255.0

示例：IP地址为202.106.1.0/26 求子网数（网络数）？主机数？网络地址？广播地址？
数字26告诉我们，IP地址的子网掩码为：11111111.11111111.11111111.11000000
这是一个C类地址，默认子网掩码为255.255.255.0。题目IP地址为：255.255.255.192，而网络位借用了主机位两个位置为1
所以：子网数（网络数）=2的X次方（X是子网掩码中，借的1的个数）=4
主机数=2的Y次方-2（Y是子网掩码中0的个数）=62
IP地址转换二进制：11001010.1101010.00000001.00000000
网络地址（网络号）：202.106.1.0、202.106.64、202.106.1.128、202.106.1.192
广播地址：202.106.1.63、202.106.1.127、202.106.1.191、202.106.1.255
1.0、202.106.64、202.106.1.128、202.106.1.192
广播地址：202.106.1.63、202.106.1.127、202.106.1.191、202.106.1.255