怎样快速对二进制和十进制进行互转化——IP地址规划与设计总结

最近一直在看全国计算机三级网络技术这本书，看到第二章的时候，不免会遇到计算机中最常用的进制转换问题。什么IP地址，什么子网掩码，什么网路地址，什么广播地址都会用到二进制和十进制的相互转化，而且最常用的是8位二进制数一组的转化，这就来总结相互转化最快的方法。

首先来认识标准分类的IP地址：

IP地址是由网络号与主机号组成的，长度是32bit，用点分十进制方法表示，这样就构成了标准分类的IP地址。常用的A类、B类、C类IP地址采用包括“网络号-主机号”两层结构。通常采用x.x.x.x的方式来表示，每个x为8bit，每个x的值为0~255,例如，202.113.29.119。

拿一个图来具体看看五类标准IP地址：




以上可以看出，IP地址的长度为32位二进制数，通常我们把它分为4组，每八位二进制数一组，每组转化为十进制数，每组之间用点来连接，这种方法叫做点分十进制。

比如一个IP地址为：192.168.128.1

写成二进制为：11000000 10101000 10000000 00000001

一，来看看怎么快速转化二进制数11111111：

1)首先应该记住八个十进制数字：128，64，32，16，8，4，2，1。这八个数字肯定是经常用到的，以上八个数字加起来恰好就为255。

2)二进制数11111111每一位对应的数字从左到右恰好是从大到小依次排列：128，64，32，16，8，4，2，1。

3)也就是可以这样对应进行转化相加：

1 1 1 1 1 1 1 1

128 + 64 + 32 + 16 + 8 + 4 + 2 + 1 =255

二，再来看其他一些常用十进制数字的转化(反向的必须记住)：

1)254：这一看就是255减去1得到，也就是八位二进制数的最后一位置为零。

1 1 1 1 1 1 1 0

128 + 64 + 32 + 16 + 8 + 4 + 2 + 0 =254

2)252：还是用上述的方法进行相减，255减去(1+2)得到，将最后两位置为零。

1 1 1 1 1 1 0 0

128 + 64 + 32 + 16 + 8 + 4 + 0 + 0 =252

3)248：依然用上述的方法进行相减，255减去(1+2+4)得到，将最后三位置为零。

1 1 1 1 1 0 0 0

128 + 64 + 32 + 16 + 8 + 0 + 0 + 0 =248

4)240：通常我们知道(1+2+4+8=15)，用255减去15就是240，因此后四位置为零。

1 1 1 1 0 0 0 0

128 + 64 + 32 + 16 + 0 + 0 + 0 + 0 =240

5)224：这个数可以用上述的减去法，也可以用前四位相加得到，看哪一种更加快速的运算得到，将后五位置为零：

1 1 1 0 0 0 0 0

128 + 64 + 32 + 0 + 0 + 0 + 0 + 0 =224

6)192：这个数使我们最为常见的数字，就是128+64得到，只有前两位为1，后六位均为零。

1 1 0 0 0 0 0 0

128 + 64 + 0 + 0 + 0 + 0 + 0 + 0 =192

7)128：这个数我们可以知道就是第一位为1，其余后面的均为零：

1 0 0 0 0 0 0 0

128 + 0 + 0 + 0 + 0 + 0 + 0 + 0 =128

三，再来看一些连续的1和0组成的常用的数字(反向的转化也必须记住)：

1)10010000：根据讲到的拆分法进行相加就是128+16=144

2)10101000：拆分法得到128+32+8+168

3)10100000：拆分法得到128+32=160

4)10000001：拆分法得到128+1=129

5)10001000：拆分法得到128+8=136

6)01000000：拆分法得到0+64=64

7)00100000：拆分法得到0+0+32=32

8)00010000：拆分法得到0+0+0+16=16

9)01010000：拆分法得到0+64+0+16=80

其次我们来看划分子网的三级网络结构，增加了一个子网掩码的概念：人们提出了子网掩码或掩码的概念。子网掩码有时叫做子网屏蔽码。掩码的概念同样适用于没有进行子网划分的A类、B类、C类地址。

A类，B类和C类地址掩码：




简单的说，子网掩码就是由连续的1和连续的0组成，不会出现间隔的1和0,1表示网络位，0表示主机位。

来看子网掩码的表示，子网掩码依然是由32位二进制数组成，如果一个B类的网络号从主机位借位7位，由于B类的网络号为16位，加上借位的7位(当做网络位对待)，就是23位网络号，那么子网掩码的的表示为：

标准B类地址：11111111 11111111 00000000 00000000

子网掩码地址：11111111 11111111 11111110 00000000(借用主机号7位)

那么转化为点分十进制的子网掩码地址为：255.255.254.0

因此子网号为7的子网掩码示意图：




另外一种的子网掩码的IP地址块表示方法为：网络地址/22(16个网络号+6个借位主机位网络号)

再来看广播地址的概念：在A类、B类、C类IP地址中，如果主机号是全1(二进制)，那么这个主机号为广播地址。

简单的来说，网络广播站地址的就是将网络地址中的主机位全部置为零。

来看网络广播地址的表示，如果一个网络地址为195.1.22.64/27的广播地址具有考虑5位的主机号置1。由于64的二进制数为01000000，后5位的主机号置1之后为01011111（为十进制位95），那么网络195.1.22.64/27的广播地址为195.1.22.95。

最后来看CIDR地址聚合方法：

简单来说，就是先将所有的IP地址块写成二进制数，从左向右找出相同的前缀，将他们聚合，相同的前缀不变，主机号全部置为零。

来看一个CIDR聚合的例题：某企业分配给产品部的IP地址块为192.168.31.192/26，分配给市场部的IP地址块为192.168.31.160/27，分配给财务部的IP地址块为192.168.31.128/27，那么这三个地址经过聚合后的地址为多少：

1)首先就是将三个IP地址转换为二进制数：

192.168.31.192 11000000 10101000 00011111 11000000

192.168.31.160 11000000 10101000 00011111 10100000

192.168.31.128 11000000 10101000 00011111 10000000

2)从上述转换为二进制数后找出相同的前缀为24+1=25位，也就是前25位保持不变，将后面的主机号全部置为零，得到11000000 10101000 00011111 10000000

3)将聚合后的地址转化为点分十进制得到：

11000000 10101000 00011111 10000000

192 168 31 128

4)因此聚合后地址为：192.168.31.128/25

以上三类基本上就是网络技术IP地址的规划和设计所考的比较多的题目。