IP地址與子網掩碼

目錄
一.IP地址的概念與分類
二.子網掩碼的概念及其應用
三.子網劃分

一.IP地址的概念與分類

• 1.概念
  IP地址可唯一標識 IP 網絡中的每臺設備 每臺主機，（計算機、網絡設備、外圍設備）必須具有唯 一的地址。
• 2.組成
  IP地址由兩部分組成: 網絡ID和主機ID。
  網絡ID：標識網絡 每個網段分配一個網絡ID 。
  主機 ID： 標識單個主機 由組織分配給各設備。（計算網絡數：2^可變的網絡ID
  計算網絡主的主機最大數量：2^主機ID位-2）
• 3.分類

• A類地址：
  前8位網絡ID,後24位爲主機ID
  網絡數126
  0xxxxxxx.主機ID.主機ID.主機ID
  網絡ID最小值00000001 1
  網絡ID最大值01111111 127 但127是迴環地址 所以是126
  A類地址的10進制範圍是1-126
  2^24-2=16777214

• B類地址：
  前16位網絡ID，後16位主機ID
  10xxxxxx.xxxxxxxx.主機ID.主機ID
  網絡數：16384
  主機數：2^16-2:65534
  網絡ID最小值10000000 128
  網絡ID最大值10111111 191
  B類地址的10進制範圍是 128-191

• C類地址：
  前24位網絡ID，後8位主機ID
  110xxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx.主機ID
  網絡數：2^21=2097152
  主機數：2^8-2=254
  網絡ID最小值11000000 192
  網絡ID最大值11011111 223
  C類地址的10進制範圍是 192-223

• D類地址
  用於多播（組播）
  1110xxxx.主機ID.主機ID.主機ID
  網絡數：16
  主機數：2^24-2=16777214
  網絡ID最小值11100000 224
  網絡ID最大值11101111 239
  D類地址的10進制範圍是 224-239

• E類地址
  保留位，多用於實驗室
  11110xxx.主機ID.主機ID.主機ID
  網絡數：8
  主機數：2^24-2=16777214
  網絡ID最小值11110000 240
  網絡ID最大值11111111 254
  E類地址的10進制範圍是 240-254

• 公共IP地址
  A 1.0.0.0 到 9.255.255.255
  11.0.0.0 到126.255.255.255

  B 128.0.0.0 到 127.15.255.255
  172.32.0.0 到 191.255.255.255

  C 192.0.0.0 到 192.167.255.255
  192.169.0.0 到 223.255.255.255

• 私有IP地址
  A 10.0.0.0 到 10.255.255.255
  B 172.16.0.0 到 172.31.255.255
  C 192.168.0.0 到 192.168.255.255

  二.子網掩碼的概念及其應用

  1.概念
  子網掩碼是一個32位地址，用於屏蔽IP地址的一部分以區別網絡和主機，並說明該IP地址是在局域網上，還是在遠程網上。由連續不斷的1和0組成。其中的8位組成如下圖其中1表示網絡位，0表示主機位。

• 2.用法舉例
  1.判斷兩個IP地址是否在一個網段內
  要想在同一網絡，必需做到網絡id相同，算法只要把ＩＰ和子網掩碼的每位數AND就求出來了。
  例子：兩個不同的IP地址201.133.199.100 201.133.188.100子網掩碼都爲255.255.255.0 判斷兩個IP地址是否在同一網絡。
  首先吧IP和子網掩碼都換算成二進制
  IP1 十進制 201.133.199.100
  二進制 11001001.10000101.11000111.01100100
  IP2 十進制 201.133.188.100
  二進制11001001.10000101.10111100.01100100
  子網掩碼 十進制 255.255.255.0
  二進制 11111111.11111111.11111111.00000000
  分別AND（對應子網掩碼1 數字不變0 數字爲0）
  IP1的網絡ID爲
  二進制 11001001.10000101.11000111.00000000
  十進制 201.133.199.0
  IP2的網絡ID爲
  二進制 11001001.10000101.10111100.00000000
  十進制 201.133.188.0
  網絡ID不同 所以不在同一網絡

• 若兩個IP地址通過子網掩碼求出的網絡ID相同則在同一網絡。
  2.計算一個子網能容納多少個主機。
  以255.255.255。0爲例
  首先轉化成二進制 11111111.11111111.11111111.00000000
  1表示網絡位，不會變 0表示主機位可變
  每一位只有0和1兩種情況 所以有2的8次方次變化。也是就256次但是有兩個ＩＰ是不能用的，那就是最後一段不能爲0和255，所以這個子網能容納256-2=254個主機。
  所以公式爲：2^n-2 (n爲主機位數)
  3.計算主機IP地址的範圍。
  IP地址 114.203.188.10
  01110010.11001011.10111100.00001010
  子網掩碼 255.255.240.0
  11111111.11111111.11110000.00000000
  先求出網絡ID爲114.203.176.0
  則主機的起始值爲 114.203.176.1
  主機位最大值爲111111111111 12個1
  十進制爲255 .最後一位不能爲255 所以最大值爲254
  主機的範圍爲 114.203.176.1--114.203.191.254

  三.子網劃分

  概念：將一個大的網絡分割爲多個小網絡，每個小網絡的主機ID變少，網絡ID變多，原來的大網絡的網絡ID向主機ID位借位

  公式：
  1.計算網絡數：2^可變的網絡ID
  2.計算網絡中的主機最大數量：2^主機ID位-2
  3.劃分子網的數量=2^網絡ID向主機ID借的位數
  例子
  將160.200.0.0 子網掩碼爲255.255.0.0劃分爲16個子網
  10100000.11001000.00000000.00000000
  11111111.11111111.00000000.00000000
  借位數爲n 2^n=16 n=4
  子網掩碼變爲
  11111111.11111111.11110000.00000000
  每個子網的主機數
  2^(32-20)=4094
  最小，最大的子網的網絡ID
  最小網絡ID爲
  10100000.11001000.00000000.00000000
  160.200.0.0
  最大網絡ID爲
  10100000.11001000.00001111.111111
  160.200.255.254
  最大的子網的的IP範圍。
  160.200.240.1——160.200.255.254