理解ip地址組成

ipv4地址是32位的二進(jìn)制數，通常我們會(huì )用點(diǎn)分十進(jìn)制表示，例如：192.188.222.213

每個(gè)ip地址又可分為兩部分，一部分是網(wǎng)絡(luò )號部分，另一部分是主機號，網(wǎng)絡(luò )號表示其所屬的網(wǎng)絡(luò )段編號，主機號則表示該網(wǎng)段中該主機的地址編號，按照網(wǎng)絡(luò )規模的大小，IP地址可以分為A、B、C、D、E五類(lèi)，其中A、B、C類(lèi)是三種主要的類(lèi)型地址，D類(lèi)專(zhuān)供多目傳送用的多目地址，E類(lèi)用于擴展備用地址。A、B、C三類(lèi)IP地址有效范圍如下表：

類(lèi)別 網(wǎng)絡(luò )號 /占位數 主機號 /占位數 用途(X位網(wǎng)絡(luò )斷，Y位主機段)

A 1～126 / 8 0～255 0～255 1～254 / 24 國家級

根據規定，A類(lèi)地址的網(wǎng)絡(luò )標識必須以“0”開(kāi)頭。那么其網(wǎng)段數應該為0XXXXXXX．YYYYYYYY．YYYYYYYY．YYYYYYYY即后面有七位數字

B 128～191 0～255 / 16 0～255 1～254 / 16 跨過(guò)組織

根據規定，B類(lèi)地址的網(wǎng)絡(luò )標識必須以“10”開(kāi)頭。那么其網(wǎng)段數應該為10XXXXXX．XXXXXXXX．YYYYYYYY．YYYYYYYY即后面有14位數字

C 192～223 0～255 0～255 / 24 1～254 / 8 企業(yè)組織

根據規定，C類(lèi)地址的網(wǎng)絡(luò )標識必須以“110”開(kāi)頭。那么其網(wǎng)段數應該為110XXXXX．XXXXXXXX．XXXXXXXX．YYYYYYYY即后面有21位數字

虛擬Ip地址（所有路由器對于虛擬ip地址數據表一律不轉發(fā)）：

10.0.0.0~10.255.255.255

172.16.0.0~172.31.255.255

192.168.0.0. ~192.168.255.255

對于A(yíng)類(lèi)地址來(lái)說(shuō)， 網(wǎng)絡(luò )斷取值編號只能是1-126（127作為回路地址使用）， 主機號編號取值范圍為1-2^24， 如此大的主機編號數量，但是只能對應一個(gè)ip使用，例如對于126.x.x.x這個(gè)ip來(lái)說(shuō)，其實(shí)在126這個(gè)ip下面可以配置（2^24-1）個(gè)主機進(jìn)行使用，但是很難全部進(jìn)行使用和管理，為了高效率的使用這些主機編號，同時(shí)著(zhù)互連網(wǎng)應用的不斷擴大，原先的IPv4的弊端也逐漸暴露出來(lái)，即網(wǎng)絡(luò )號占位太多，而主機號位太少，所以其能提供的主機地址也越來(lái)越稀缺，目前除了使用NAT在企業(yè)內部利用保留地址自行分配以外，通常都對一個(gè)高類(lèi)別的IP地址進(jìn)行再劃分，以形成多個(gè)子網(wǎng)，提供給不同規模的用戶(hù)群使用。

可以將126想象成一個(gè)小區的編號，然后主機號（2^32-1）想象成居民的房號，如果要管理這個(gè)小區將變得特別困難，為了方便管理，我們將這個(gè)小區內部再劃分出多個(gè)子區，這就是子網(wǎng)的由來(lái)，如果我們想給某一個(gè)子小區的成員分發(fā)數據，我們總不可能一個(gè)個(gè)的居民找過(guò)去吧， 如果我們知道這個(gè)居民在小區的哪一個(gè)子小區，不就更容易找到居民了嗎，那么子網(wǎng)掩碼就是來(lái)幫我們找到當前ip所屬哪一個(gè)子網(wǎng)的。

子網(wǎng)的組成

為了在網(wǎng)絡(luò )分段情況下有效地利用IP地址，通過(guò)對主機號的高位部分取作為子網(wǎng)號，從通常的網(wǎng)絡(luò )位界限中擴展或壓縮子網(wǎng)掩碼，用來(lái)創(chuàng )建某類(lèi)地址的更多子網(wǎng)。但創(chuàng )建更多的子網(wǎng)時(shí)，在每個(gè)子網(wǎng)上的可用主機地址數目會(huì )比原先減少

距離來(lái)說(shuō)，對于126.0.0.1，我們將其轉換為32位2進(jìn)制數，前8位時(shí)網(wǎng)絡(luò )段（即126）， 然后剩下的24位可以從高位截取位數來(lái)作為子網(wǎng)數量（以及編號），剩下的位數作為主機號，例如我們取24位前兩位作為子網(wǎng)，則子網(wǎng)的數量是2^2個(gè)（也就是四個(gè)），每個(gè)子網(wǎng)下管理的主機編號是（1-2^22），但是對于每一個(gè)子網(wǎng)來(lái)說(shuō)，會(huì )把主機編號的開(kāi)始作為網(wǎng)絡(luò )地址，將主機編號最后一個(gè)作為廣播地址，所以每個(gè)子網(wǎng)可用主機數為（2^22-2）個(gè)， 此時(shí)的子網(wǎng)掩碼（32位）11111111,11000000,00000000,00000000轉換成點(diǎn)分十進(jìn)制是：255.192.0.0， 注：網(wǎng)絡(luò )段必須是都是1

一、利用子網(wǎng)數來(lái)計算

在求子網(wǎng)掩碼之前必須先搞清楚要劃分的子網(wǎng)數目，以及每個(gè)子網(wǎng)內的所需主機數目。

1)將子網(wǎng)數目轉化為二進(jìn)制來(lái)表示

2)取得該二進(jìn)制的位數，為 N

3)取得該IP地址的類(lèi)子網(wǎng)掩碼，將其主機地址部分的的前N位置 1 即得出該IP地址劃分子網(wǎng)的子網(wǎng)掩碼。

如欲將B類(lèi)IP地址168.195.0.0劃分成27個(gè)子網(wǎng)：

1)27=11011

2)該二進(jìn)制為五位數，N = 5

3)將B類(lèi)地址的子網(wǎng)掩碼255.255.0.0的主機地址前5位置 1（從高位截取時(shí)必須都是1），得到 255.255.248.0

即為劃分成 27個(gè)子網(wǎng)的B類(lèi)IP地址 168.195.0.0的子網(wǎng)掩碼。

方法2:

其實(shí)我們可以想一下2^位數，剛剛大于要劃分的子網(wǎng)數量，對于27來(lái)說(shuō)，2^5=32剛剛大于27， 所以截取主機段高位的前五位作為子網(wǎng)掩碼，上述地址是b類(lèi)，因此前16位時(shí)網(wǎng)絡(luò )段，此時(shí)的子網(wǎng)掩碼（32位）11111111,11111111,11111000,00000000轉換成點(diǎn)分十進(jìn)制是：255.255.248.0， 注：網(wǎng)絡(luò )段必須是都是1

二、利用主機數來(lái)計算

1)將主機數目轉化為二進(jìn)制來(lái)表示

2)如果主機數小于或等于254（注意去掉保留的兩個(gè)IP地址），則取得該主機的二進(jìn)制位數，為 N，這里肯定 N<8。如果大于254，則 N>8，這就是說(shuō)主機地址將占據不止8位。

3)使用255.255.255.255來(lái)將該類(lèi)IP地址的主機地址位數全部置1，然后從后向前的將N位全部置為 0，即為子網(wǎng)掩碼值。

如欲將B類(lèi)IP地址168.195.0.0劃分成若干子網(wǎng)，每個(gè)子網(wǎng)內有主機700臺：

1) 700=1010111100

2)該二進(jìn)制為十位數，N = 10

3)將該B類(lèi)地址的子網(wǎng)掩碼255.255.0.0的主機地址全部置 1，得到255.255.255.255

然后再從后向前將后 10位置0,即為： 11111111.11111111.11111100.00000000

即255.255.252.0。這就是該欲劃分成主機為700臺的B類(lèi)IP地址 168.195.0.0的子網(wǎng)掩碼。

方法2：其實(shí)我們可以想一下2^位數的值，剛剛大于要劃分的主機數量，對于700來(lái)說(shuō)，2^11=1024， 剛剛大于700，但是主機位是低位截取， 所以截取主機段低位的后十位作為主機位，上述地址是b類(lèi)，因此前16位時(shí)網(wǎng)絡(luò )段，此時(shí)的子網(wǎng)掩碼（32位）11111111,11111111,11111100,00000000轉換成點(diǎn)分十進(jìn)制是：255.255.252.0， 注：網(wǎng)絡(luò )段必須是都是1

下面列出各類(lèi)IP地址所能劃分出的所有子網(wǎng)，其劃分后的主機和子網(wǎng)占位數，以及主機和子網(wǎng)的（最大）數目，注意要去掉保留的IP地址(即劃分后有主機位或子網(wǎng)位全為“0”或全為“1”的)：

A類(lèi)IP地址：

子網(wǎng)位 /主機位 子網(wǎng)掩碼 子網(wǎng)最大數 /主機最大數

2/22 255.192.0.0 2/4194302

3/21 255.224.0.0 6/2097150

4/20 255.240.0.0 14/1048574

5/19 255.248.0.0 30/524286

6/18 255.252.0.0 62/262142

7/17 255.254.0.0 126/131070

8/16 255.255.0.0 254/65536

9/15 255.255.128.0 510/32766

10/14 255.255.192.0 1022/16382

11/13 255.255.224.0 2046/8190

12/12 255.255.240.0 4094/4094

13/11 255.255.248.0 8190/2046

14/10 255.255.252.0 16382/1022

15/9 255.255.254.0 32766/510

16/8 255.255.255.0 65536/254

17/7 255.255.255.128 131070/126

18/6 255.255.255.192 262142/62

19/5 255.255.255.224 524286/30

20/4 255.255.255.240 1048574/14

21/3 255.255.255.248 2097150/6

22/2 255.255.255.252 4194302/2

B類(lèi)IP地址：

子網(wǎng)位 /主機位 子網(wǎng)掩碼 子網(wǎng)最大數 /主機最大數

2/14 255.255.192.0 2/16382

3/13 255.255.224.0 6/8190

4/12 255.255.240.0 14/4094

5/11 255.255.248.0 30/2046

6/10 255.255.252.0 62/1022

7/9 255.255.254.0 126/510

8/8 255.255.255.0 254/254

9/7 255.255.255.128 510/126

10/6 255.255.255.192 1022/62

11/5 255.255.255.224 2046/30

12/4 255.255.255.240 4094/14

13/3 255.255.255.248 8190/6

14/2 255.255.255.252 16382/2

C類(lèi)IP地址：

子網(wǎng)位 /主機位 子網(wǎng)掩碼 子網(wǎng)最大數 /主機最大數

2/6 255.255.255.192 2/62

3/5 255.255.255.224 6/30

4/4 255.255.255.240 14/14

5/3 255.255.255.248 30/6

6/2 255.255.255.252 62/2

我們看一個(gè)考試中常見(jiàn)的題型：一個(gè)主機的IP地址是202.112.14.137，掩碼是255.255.255.224，要求計算這個(gè)主機所在網(wǎng)絡(luò )的網(wǎng)絡(luò )地址和廣播地址。

方法1. 常規辦法是把這個(gè)主機地址和子網(wǎng)掩碼都換算成二進(jìn)制數，兩者進(jìn)行邏輯與運算后即可得到網(wǎng)絡(luò )地址，得出202.112.14.128， 上述是1個(gè)c類(lèi)地址，因此主機號位后8位， 將224轉為二進(jìn)制的11100000， 也就說(shuō)截取了前3位作為子網(wǎng)，所以子網(wǎng)數位2^3=8個(gè)，主機數一個(gè)2^8=256個(gè)，分為8份，則一個(gè)子網(wǎng)為32個(gè)主機數，因為網(wǎng)絡(luò )地址是一個(gè)子網(wǎng)的開(kāi)始地址，廣播地址是一個(gè)子網(wǎng)的結束地址，所以128+32-1 = 159，因為廣播地址為202.112.14.159

方法2： 每個(gè)子網(wǎng)的主機數 = 總的主機數（2^8） - 子網(wǎng)值（224）=32， 題中的ip主機號為137， 你可想一下，一個(gè)子網(wǎng)主機數32，則每一子網(wǎng)的開(kāi)始都是32的倍數，因為主機編號從0開(kāi)始，所以只需要想一下哪個(gè)值比137小且是32倍數，得出是128，所以網(wǎng)絡(luò )地址為202.112.14.128（主機位(不包含子網(wǎng)位)全是0）， 廣播地址如上為202.112.14.159（主機位(不包含子網(wǎng)位)全是1）， 該子網(wǎng)下的主機范圍為202.112.14.129-202.112.14.158 = 30臺