IP地址與子網劃分講解
IP地址與子網劃分講解
IP地址
簡介
IP地址分為五類：
·A類用於大型網絡（能容納網絡126個，主機1677214臺）
·B類用於中型網絡（能容納網絡16384個，主機65534臺）
·C類用於小型網絡（能容納網絡2097152個，主機254臺）
·D類用於組播（多目的地址的發送）
·E類用於實驗
另外，全零（0.0.0.0.）地址指任意網絡。全1的IP地址（255.255.255.255）是當前子網的廣播地址。
在因特網中，每臺計算機的每個連接都有一個由授權單位分配的用於彼此區別的號碼，即IP地址。IP地址採用層次結構，按照邏輯結構劃分為兩個部分：網絡號和主機號。網絡號用於識別一個邏輯網絡，而主機號用於識別網絡中的一臺主機的一個連接。因此，IP地址的編址方式攜帶了明顯的位置消息。
一個完整的IP地址由個字節，即32位數字組成，為了方便用戶理解和記憶，採用點分十進制標記法，中間使用符號“.”隔開不同的字節。
例如：採用32位形式的IP地址如下
00001010 00000000 00000000 00000001
採用十進制數的形式如下
10.0.0.1
A類地址
（1） A類IP地址。由1個字節的網絡地址和3個字節的主機地址，網絡地址的最高位必須是“0”。
如：0XXXXXXX.XXXXXXXX.XXXXXXXX.XXXXXXXX（X代表0或1）
（2）A類IP地址範圍：1.0.0.1---126.255.255.254
（3）A類IP地址中的私有地址和保留地址：
① 10.X.X.X是私有地址（所謂的私有地址就是在互聯網上不使用， 而被用在局域網絡中的地址）。
範圍（10.0.0.1---10.255.255.254）
② 127.X.X.X是保留地址，用做循環測試用的。
B類地址
（1） B類IP地址。由2個字節的網絡地址和2個字節的主機地址，網絡地址的最高位必須是“10”。
如：10XXXXXX.XXXXXXXX.XXXXXXXX.XXXXXXXX（X代表0或1）
（2） B類IP地址範圍：128.0.0.1---191.255.255.254。
（3） B類IP地址的私有地址和保留地址
① 172.16.0.0---172.31.255.254是私有地址
② 169.254.X.X是保留地址。如果你的IP地址是自動獲取IP地址， 而你在網絡上又沒有找到可用的DHCP服務器。就會得到其中一 個IP。
191.255.255.255是廣播地址，不能分配。
C類地址
（1） C類IP地址。由3個字節的網絡地址和1個字節的主機地址，網絡地址的最高位必須是“110”。
如：110XXXXX.XXXXXXXX.XXXXXXXX.XXXXXXXX（X代表0或1）
（2）C類IP地址範圍：192.0.0.1---223.255.255.254。
（3）C類地址中的私有地址：
192.168.X.X是私有地址。（192.168.0.1---192.168.255.255)
D類地址
（1） D類地址不分網絡地址和主機地址，它的第1個字節的前四位固定為 1110。
如：1110XXXX.XXXXXXXX.XXXXXXXX.XXXXXXXX（X代表0或1）
（2） D類地址範圍：224.0.0.1---239.255.255.254
E類地址
（1） E類地址不分網絡地址和主機地址，它的第1個字節的前四位固定為 1111。
如：1111XXXX.XXXXXXXX.XXXXXXXX.XXXXXXXX（X代表0或1）
（2） E類地址範圍：240.0.0.1---255.255.255.254
子網掩碼
簡介
在因特網中A類，B類和C類IP地址經常被使用，經過網絡號和主機號的層次劃分，它們能適應不同的網絡規模。隨著計算機和網絡技術的發展，小型網絡越來越多，它們使用C類網絡號是一種浪費。因此在實際應用中，對IP地址進行再次劃分，使其第三個字節代表網號，其餘部分為主機號。再次劃分後的IP地址的網絡號部分和主機號部分用子網掩碼（也稱子網屏蔽碼）來區分。
子網掩碼同樣也以4個字節來表示，是32位二進制數值，對應於IP地址的32位二進制數值。對於IP地址的32位二進制數值。對於IP地址中的網絡號都分在子網掩碼中用“1”表示，對於IP地址中的主機號部分在子網掩碼中用“0”表示。子網掩碼的作用是用來區分網絡上的主機是否在同一網絡區段內，或者說，子網掩碼用來區分IP地址的網絡號和主機號。
缺省狀態下，如果沒有進行子網劃分：
A類網絡的子網掩碼為255.0.0.0，
B類網絡的子網掩碼為255.255.0.0，
C類網絡的子網掩碼為255.255.255.0。
有了子網掩碼後，IP地址的標識方法如下：
例：192.168.1.1 255.255.255.0或者標識成192.168.1.1/24（24表示掩碼中“1”的個數）
怎麼計算子網能容納的電腦數呢？怎麼看網絡標識呢？
相關計算
示例1計算子網掩碼容量
255.255.232.0這個子網掩碼可以最多容納多少臺電腦？
方法
第一步：把子網掩碼轉換為二進制
11111111.1111111.11101000.00000000
第二步：數數後面有幾顆0，一共是有11顆，那就是2^11次方，等於2048 (注意：主機號中全0是保留地址，全1是廣播地址，所以它們不算可用主號地址。網絡號也是一樣的。子網號是可以用全0和全1的)，所以這個子網掩碼最多可以容納2048-2=2046臺電腦。
示例2計算子網掩碼
一個教室有50臺電腦，組成一個對等局域網，子網掩碼設多少最合適？
思路
首先，我們從數量上看判斷用ABC中的哪類IP，從50臺電腦可知用C類IP最合適但是C類默認的子網掩碼是255.255.255.0，可以容納254臺電腦，顯然不太合適，那子網掩碼設多少合適呢？
方法
2n(子網掩碼轉換成二進制後的零的個數) >=50
從這個式子我們可以得出：n=6
所以我們就可以得出子網掩碼的二進制形式：11111111.1111111.11111111.11000000
然後轉換成十進形式：255.255.255.192
所以最合適的子網掩碼為：255.255.255.192
示例3計算子網數
第一步：確定該IP是屬於A，B，C三類中的哪一類。就可知它們的網絡號A類前8位，B類前16位，C類前24位。
第二步：把子網掩碼化成2進制看有多少個1，把該進制中1的個數減去第一步所得出的位數，即為子網位數。
第三步：如果子網位數為n，則從理論是講可以劃分出2n個子網。
示例4計算網段標識與主機標識
問題
要怎麼判斷兩個IP地址是同一網段的呢？
分析
要想在同一網段，必需做到網絡標識相同，那網絡標識怎麼算呢？
各類IP的網絡標識取法都是不一樣的。
A類的，只取第一段。B類，只取第一、二段。C類，只取第一、二、三段。
方法
只要把IP和子網掩碼的每位數AND（與）就可以了。
AND方法：0和1=0 0和0=0 1和1=1
例題
判斷IP：12.196.132.54與56.196.56.165是否在同一網段。（默認子網掩碼）
第一步：這些轉換成二進制
IP1： 12.196.132.54 00001100.11000100.10000100.00110110
IP2： 56.196.56.165 00111000.11000100.00111000.10100101
子網掩碼：255.0.0.0 11111111.00000000.00000000.00000000
第二步：把IP與子網掩碼進行AND運算
IP1 AND 子網掩碼=00001100. 00000000.00000000.00000000
IP2 AND 子網掩碼=00111000. 00000000.00000000.00000000
第三步：把得到的結果轉換成十進制
IP1的網絡標識：12.0.0.0
IP2的網絡標識：56.0.0.0
所以可知它們不是同一網段的。
計算主機標識
第一步：把子網掩碼取反
取反後的子網掩碼：00000000.11111111.11111111.11111111
第二步：把它與IP進行AND運算
IP1 AND 子網掩碼=00000000. 11000100.10000100.00110110
IP2 AND 子網掩碼=00000000. 11000100.00111000.10100101
第三步：把得到的結果轉換成十進制
IP1的主機標識：0.196.132.54
IP2的主機標識：0.196.56.165
劃分子網
示例：IP：192.160.12.50（這可以是網絡號） 子網掩碼：255.255.255.192
第一步：把IP地址和子網掩碼轉換成二進制
IP地址：11000000.10100000.00001100.00110010
子網掩碼：11111111.11111111.11111111.11000000
第二步：把IP地址和子網掩碼進行AND運算
因為掩碼是255.255.255.192 ，因此它們之間的網段間隔是256-192=64
廣播地址：下個子網-1，所以2個子網的廣播地址分別是192.160.2.127和192.160.2.191
第一個子網號：11000000.10100000.00001100.00000000（192.160.12.0）
第二個子網號：11000000.10100000.00001100.01000000（192.160.12.64）
第一個廣播地址：11000000.10100000.00001100.10111110 （192.160.2.127）
第三個子網號：11000000.10100000.00001100.10000000（192.160.12.128）
第二個廣播地址：11000000.10100000.00001100.10111111 （192.160.2.191）
第四個子網號：11000000.10100000.00001100.11000000（192.160.12.192）
這個網段可以劃分出4個子網，但只有2個可用子網（22-2）：192.160.12.64和192.160.12.128