子网掩码和IP地址的关系

1．IP地址分类

注：主机号减2个，是因0作为网络号，255作为广播地址；A类的网络号减2个，是因0和127作特殊地址。

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类型第一字节第二字节第三字节第四字节

A类第一字节为网络号. 第二到第四字节为主机号

0.---127 0. 0. 0----255.255.255

即2的8次方-2个(=126个) 即2的24次方-2个(=1677214个) 二进

制值：从0到01111111 从0到11111111 从0到11111111 从0到11111111

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B类第一到第二字节为网络号第三到第四字节为主机号

128. 0.----191.255. 0. 0----255.255

即2的14次方个(=16384) 即2的16次方-2个(65534个)

【也可以这样算：(191-127)x256=16384】

二进

制值：从10000000到10111111 从0到11111111 从0到11111111 从0到11111111

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C类第一到第三字节为网络号第四字节主机号

192. 0. 0.----192.255.255. 0---255

即2的21次方个 ( =2097152) 即256-2个

【也可以这样算：(223-191) x256x256=2097152】

二进

制值：从11000000到11011111 从0到11111111 从0到11111111 从0到11111111

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D类 224.0.0.0----239.255.255.255

全部为组播地址

二进

制值：从1110000到11101111 从0到11111111 从0到11111111 从0到11111111

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E类 240.0.0.0----255.255.255.255

二进

制值：从11110000到11111111 从0到11111111 从0到11111111 从0到11111111

全部保留给实验使用

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2．特殊IP地址

1）直接广播地址：主机号的各位全为“1”。用于将一个分组发送给特定网络上的所有主机，即对全网广播。利如：一个C类网络地址202.192.101.0，则该子网的直接广播地址是202.192.101.255。

2）有限广播地址：主机号和网络号的各位都全为“1”，即255.255.255.255。也是对当前网络进行广播，例如某主机启动运行引导程序，当不知道其IP地址时向服务器获取IP，这时用该地址作为目的地址发送分组（由于不知道它自己的IP地址，故此时亦以 “0.0.0.0”作为源地址，这就是上面1.注中提到的特殊地址）。

3）回送地址：A类网络地址127.0.0.0是一个保留地址，用于网络软件测试以及本地机进程间通讯。任何一个IP数据报，若它的目的地址是回送地址,TCP/IP协议软件将不会将数据报在网络传播，而直接返回本机。

3．私有IP地址

类型网络号网络数

A类 10.0.0.0 1

B类 172.16. 0.0 ---- 172.32.0.0 16

C类 192.168.0.0 ---- 192.168.255.0 256

4．掩码

A类地址默认的掩码为255.0.0.0，B类地址默认的掩码为255.255.0.0，C类地址默认的掩码为255.255.255.0。

如果又划分了子网，就称为子网掩码。

划分了子网的路由，必须知道数据报中目的IP地址的网络号net_id、子网号subnet_id和主机号host_id各是多少位，这可以通过子网掩码来实现。

例：210.198.23.69/28，就表示IP地址的网络号net_id和子网号subnet_id共占用28位，主机号host_id占用32-28=4位，也就是子网掩码为255.255.255.240。

5．使用固定长度的子网

例：B类地址的子网划分

（根据RFC950规定，subnet_id的各位全为0和全为1的子网不允许使用，也就是说如果按RFC950规定，下表中实际最少只能用掩码“255.255.192.0”划分4-2个子网、最多只能用掩码“255.255.255.252”划分16384-2个子网。

然而随着无分类域间路由选择CIDR的广泛应用，已经可以使用全为0和全为1的子网，但一定要注意所选择的路由器设备是否支持）

（下表所示的子网划分中，每个子网的第一个地址用来定义子网----子网地址，最后一个地址用于子网内广播----广播地址，故每种子网划分的主机数要减2，所以下表中最后一个划分32768个子网实际是不成立的）

net_id部分的掩码 subnet_id + host_id 部分的掩码子网数主机数

255.255. 0.0 ----00000000.00000000 未划分子网 65536-2

255.255. 128.0 ----10000000.00000000 划分2个子网 32768-2

255.255. 192.0 ----11000000.00000000 划分4个子网 16384-2

255.255. 224.0 ----11100000.00000000 划分8个子网 8192-2

…… ……

255.255. 255.252----11111111.11111100 划分16384个子网 4-2

255.255. 255.254----11111111.11111110 划分32768个子网 2-2

(

10000000--128 11000000--192 11100000--224 11110000--240

11111000 --248 11111100-- 252 11111110--254 11111111-- 255

)

6．变长子网掩码VLSM

例：某个C类地址，需要划分为5个子网，主机数分别为60、60、60、30、30。

分析：如果划分4个子网，即用子网掩码255.255.255.192，每个子网主机数为64-2=62，这时子网数量不能达到5个；如果划分8个子网，即用子网掩码255.255.255.224，每个子网主机数为32-2=30。这时子网的主机数又小于60，所以用VLSM方法：

先划分4个子网，即用子网掩码255.255.255.192，每个子网主机数为64-2=62，然后将4个子网的某一个再用子网掩码255.255.255.224划分为更小的主机数为32-2=30的子网。

6．超网 Supernet

例：将一些C类地址，合并为一个Supernet。

必须满足的条件：

1）这些地址应当是连续的地址、且地址的总数等于2n (n为整数)；

2）这些地址的最低地址值也应等于2n (n为整数)。

比如4个C类地址X.Y.192.0，X.Y.193.0，X.Y.194.0，X.Y.195.0，也就是：

X.Y.(11000000).0，X.Y.(11000001).0，X.Y.(11000010).0，X.Y.(11000011).0。

将最低地址X.Y.(11000000).0和掩码255.255.252.0即255.255.(11111100).0组合起来就能唯一地定义属于一个超网的地址范围（将这4个地址合并为一个Supernet）。

例如一个分组到达目的地址X.Y.194.158，即X.Y.(11000010).158，和掩码255.255.(11111100).0相与，得X.Y.(11000000).0，即X.Y.192.0，它与最低地址一致，故该分组属于这个超网。

又例如一个分组到达目的地址X.Y.197.158，即X.Y.(11000101).158，和掩码255.255.(11111100).0相与，得X.Y.(11000100).0，即X.Y.196.0，它与最低地址不一致，故该分组不属于这个超网。

7．无分类编址CIDR

在VLSM的基础上又发展出了CIDR，又称无分类域间路由选择（Classless Inter-Domain Routing）。

CIDR的主要特点：

1）CIDR使用各种长度的“网络前缀”（network-prefix）来代替前面1.中所述的分类地址的网络号、子网号（不像分类地址中只使用1字节、2字节、3字节的固定长度网络号）。

而且，CIDR不再使用“子网”概念而使用网络前缀，使IP地址从三级编址（用子网掩码）又回到二级编址，但这是一个无分类的二级编址。它使用“斜线记法”，在IP地址后加一斜线“/”,斜线后记录网络前缀所占的位数（等于在三级编址的子网掩码中“1”的个数）。比如X.Y.Z.K/N，表示前N位为网络前缀，后32-N位为主机号。

2）CIDR将网络前缀都相同的、连续的IP地址组成“CIDR地址块”。

一个“CIDR地址块”由地址块起始地址（地址值最小者）和地址块里的地址总数来定义。“CIDR地址块”也可以用“斜线记法”表示。

例如，135.15.32.0/20表示的地址块共有212个地址，块的起始地址是

135.15.32.0。

参考文献：

https://jingyan.baidu.com/article/c1a3101e43648ade646deb6f.html

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