IP地址，子网掩码以及子网掩码的划分

1.IP是电子设备间的名字。

2.IP地址的组成

IP地址是由两部分组成的，网络部分和主机部分，比如：

网络部分如果一样，则代表在同一个网段（主机部分可以不一样）。什么叫同一个网段（同一个广播域）呢？好比在同一房间的人一样，他们之间通讯可以基本靠吼，也就是我们所说的广播。不同网段的好比不同房间的他们之间正常情况下不能通讯。

3.IP地址分为4组，8bit（8个二进制）一组，4个组组成了32个二进制。

二进制1111 1111转换为十进制为255

4.IP地址类型

• IP地址类型分为A、B、C、D、E、

A、B、C类：我们生活中常用的类型的IP地址

D类：组播地址在路由协议的时候会讲到几个常用的几个，用户组播地址在CCIE中学习。

E类：仅供Internet实验和开发

注：A类前一位为0，B类前两位为10（其他位任意）；C类前三位为110（其他位任意）；D类前四位为1110（其他位任意）；E类前五位为11110（其他位任意），其中127和0开头的为特殊地址；

也就是A类地址前8位为00000001~01111111

B类：10000000~10111111

C类：11000000~11011111

D类：11100000~11101111

E类：11110000~11110111

• A、B、C三类IP地址的组成

网络部分（NETWORK）

主机部分（HOST）

IP地址的范围和作用思维导图如下：

• IP地址中的特殊地址 

公网地址和私网地址

例如192.168.1.100/24

5. IP地址分为有类和无类

有类（主类）IP地址：主要分为A、B、C类，每种类型固定的掩码。

无类IP地址：无论哪种类型的IP地址都没有固定掩码。

5.1 什么是掩码（子网掩码）？

子网掩码不能单独存在，它必须结合IP地址一起使用。子网掩码只有一个作用，就是将某个IP地址划分成网络地址和主机地址两部分。

简单点说就像隔房间的墙，把大房间分割成一个个小房间。

5.2. 无类的IP地址规划

比如有类：B类网段172.16.0.0，使用子网掩码255.255.0.0

5.3 掩码的表示方式

192.168.1.7/28表示的方式如下

凡是掩码所在的位，其都为1，这些位都是属于网络地址，网络地址不等于IP地址

6. 主机数计算

在一个网段中能够支持多少个主机使用呢？下面我们来计算下主机数。在主机数的计算中我们要注意减去2个地址，这两个地址分别是网络地址和广播地址。

主机数为：

$2n$

可用主机数为 :

$2n- 2$

例如192.168.1.0/ 24能够支持多少个主机？

2^ 8-2=254 （24+8=32）

所以能支持254个IP地址

例如192.168.0.0/ 22能够支持多少个主机？

2^ 10-2=1022 （22+10=32）

所以能支持1022个IP地址

7.通过子网掩码来识别IP地址中的网络部分和主机部分

将子网掩码和不同的IP地址进行“与运算”，如果得出的结果一样，那证明两个IP地址处在相同的网段，如果不同，则在不同的网段。（32-子网掩码数目=主机位）

8.关于子网掩码是否有固定位的问题：

如果你的教材讲到IP地址，只说A类/B类/C类、主机号，但从未提到无类网络的概念，那么这部分章节可能极为陈旧。

1. 不经计算，直接从IP地址读出网络号、主机号是有类网络的功能。

2. 有类网络已被完全淘汰，几乎不再使用了。

3. 有类网络并不能使用 255.255.255.192子网掩码。

4. 至于无类网络下/24和/26的关系，你可以自己计算一下，看看什么情况才会跨越子网。

CIDR　　VLSM

/24　　　255.255.255.0

/26　　　255.255.255.192

简单归类：

长度固定的掩码 -> 有类网络

IP地址分A/B/C/D/E类 -> 有类网络

3种掩码对应A/B/C类IP地址 -> 有类网络

长度可变的子网掩码 -> 无类网络

IP地址没有分类 -> 无类网络

CIDR 地址表示 -> 无类网络

VLSM 子网掩码 -> 无类网络

9.根据划分的子网数目来定义子网掩码

子网的划分，其实就是在类IP地址上，找主机位借用进行划分！！！

由于子网掩码的位数决定于可能的子网数目和每个子网的主机数目。在定义子网掩码前，必须弄清楚本来使用的子网数和主机数目。

利用子网数 来计算

在求子网掩码之前必须先搞清楚要划分的子网数目，以及每个子网内的所需主机数目。

1)将子网数目转化为二进制来表示

2)取得该二进制的位数，为 N

3)取得该IP地址的类子网掩码，将其主机地址部分的前N位置1 即得出该IP地址划分子网的子网掩码。

如欲将B类IP地址168.195.0.0划分成27个子网：

1)27=11011

2)该二进制为五位数，N = 5

3)将B类地址的子网掩码255.255.0.0的主机地址前5位置1（B类地址的主机位包括后两个字节，所以这里要把第三个字节的前5位置1），得到 255.255.248.0

即为划分成27个子网的B类IP地址 168.195.0.0的子网掩码（实际上是划成了32-2=30个子网）。

这一段介绍的是旧标准下计算的方法，关于旧的标准后文在介绍， 在新标准中则可以先将27减去1，因为计算机是从0开始计算的，从0到27实际上是有28个，所以说如果需要27个就需要将27减去1。

利用主机数 来计算

1)将主机数目转化为二进制来表示

2)如果主机数小于或等于254 （注意去掉保留的两个IP地址，网络地址即：网段中第一个IP地址，和广播地址即：网段中最后一个IP地址），则取得该主机数的二进制位数，为 N，这里肯定N<8。如果大于254，则 N>8，这就是说主机地址将占据不止8位。

3)将主机地址位数全部置1，然后从后向前的将N位全部置为 0，即为子网掩码值。

如欲将B类IP地址168.195.0.0划分成若干子网，每个子网内有主机 700台：

1) 700=1010111100 （化二进制）

2)该二进制为十位数，N = 10 （得二进制位数n）

3)将该B类地址的子网掩码255.255.0.0的主机地址全部置1，得到255.255.255.255

然后再从后向前将后10位置0,即为： 11111111.11111111.11111100.00000000 （从全为1的子网掩码后到前，将n位置零）

即255.255.252.0。这就是该欲划分成主机为700台的B类IP地址168.195.0.0的子网掩码。

子网ID 增量 计算法（即计算每个子网的IP范围）

其基本计算步骤如下：

第1步，将所需的子网数转换为二进制，如所需划分的子网数为“4”，则转换成成二进制为00000100；

第2步，取子网数的二进制中有效位数（从左边第一个不为0的数开始数到最右），即为向缺省子网掩码中加入的位数（既向主机ID中借用的位数）。如前面的00000100，有效位为“100”，为3位（在新标准中只需要2位就可以了）；

第3步，决定子网掩码。如IP地址为B类129.20.0.0网络，则缺省子网掩码为：255.255.0.0，借用主机ID的3位以后变为：255.255.224（11100000）.0，即将所借的位全表示为1，用作子网掩码。

第4步，将所借位的主机ID的起始位段最右边的“1”转换为十进制，即为每个子网ID之间的增量，如前面的借位的主机ID起始位段为“11 100000 ”，最右边的“1”，转换成十进制后为2^5=32（此为子网ID增量）。

第5步，产生的子网ID数为：2^m-2 （m为向缺省子网掩码中加入的位数，也就是当子网数目为二进制时的有效位），如本例向子网掩码中添加的位数为3，则可用子网ID数为：2^3-2=6个；

第6步，将上面产生的子网ID增量附在原网络ID之后的第一个位段，便形成第一个子网网络ID 129.20.32.0（即第一个子网的起始IP段）；

第7步，重复上步操作，在原子网ID基础上加上一个子网ID增量，依次类推，直到子网ID中的最后位段为子网掩码借用主机位的十进制数。如缺省子网掩码位用主机ID位之后的子网ID为255.255. 224 .0，其中的“224”为借用主机ID后子网ID的最后一位段值，所以当子网ID通过以上增加增量的方法得到129.20.224.0时便终止，不要再添加了（只能用到129.20.192.0）。

我们知道当主机ID为全0时表示网络ID，全1时表示广播地址。在RFC950标准中，不建议使用全0和全1的子网ID。

例如把最后一个字节的前3位借给网络ID，用后面的5位来表示主机ID，这样就会产生2^3=8个子网，子网ID就分别为000、001、010、011、100、101、110、111这样8个，在RFC950标准中只能使用中间的6个子网ID。

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