彻底明白IP地址——计算相关地址

知道ip地址和子网掩码后可以算出： 
1、 网络地址
2、 广播地址
3、 地址范围
4、 本网有几台主机
 
例1：下面例子IP地址为192·168·100·5 子网掩码是255·255·255·0。算出网络地址、广播地址、地址范围、主机数。
 
一）分步骤计算 
 1） 将IP地址和子网掩码换算为二进制，子网掩码连续全1的是网络地址，后面的是主机地址。 虚线前为网络地址，虚线后为主机地址。



 
 2）IP地址和子网掩码进行与运算，结果是网络地址：



 
 3） 将上面的网络地址中的网络地址部分不变，主机地址变为全1，结果就是广播地址。



 
4） 地址范围就是含在本网段内的所有主机 
网络地址+1即为第一个主机地址，广播地址-1即为最后一个主机地址，由此可以看出 
地址范围是： 网络地址+1 至 广播地址-1 
 
本例的网络范围是：192·168·100·1 至 192·168·100·254 
也就是说下面的地址都是一个网段的。 
192·168·100·1、192·168·100·2 。。。 192·168·100·20 。。。 192·168·100·111 。。。 192·168·100·254
 
5） 主机的数量 
主机的数量=2二进制的主机位数-2
减2是因为主机不包括网络地址和广播地址。本例二进制的主机位数是8位。 
主机的数量=28-2=254
 
二）总体计算 
我们把上边的例子合起来计算一下过程如下：



 
例2： IP地址为128·36·199·3 子网掩码是255·255·240·0。算出网络地址、广播地址、地址范围、主机数。 
1） 将IP地址和子网掩码换算为二进制，子网掩码连续全1的是网络地址，后面的是主机地址， 虚线前为网络地址，虚线后为主机地址。



2）IP地址和子网掩码进行与运算，结果是网络地址



3）将运算结果中的网络地址不变，主机地址变为1，结果就是广播地址。



4） 地址范围就是含在本网段内的所有主机 
网络地址+1即为第一个主机地址，广播地址-1即为最后一个主机地址，由此可以看出
地址范围是： 网络地址+1 至 广播地址-1 
 
本例的网络范围是：128·36·192·1 至 128·36·207·254 
 
5） 主机的数量 
主机的数量=2二进制位数的主机-2
主机的数量=212-2=4094
 减2是因为主机不包括网络地址和广播地址。 
 
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从上面两个例子可以看出不管子网掩码是标准的还是特殊的，计算网络地址、广播地址、地址数时只要把地址换算成二进制，然后从子网掩码处分清楚连续1以前的是网络地址，后是主机地址进行相应计算即可。

你一定对IP地址有所了解吧？我们知道在INTERNET中广泛使用的TCP/IP协议就是利用IP地址来区别不同的主机的。如果你曾经进行过TCP/IP协议设置，那么你一定会遇到子网掩码(Subnet mask)这一名词，那么你知道什么是子网掩码吗？它有什么作用呢？

我们知道IP地址是一个4字节（共32bit）的数字，被分为4段，每段8位，段与段之间用句点分隔。为了便于表达和识别，IP地址是以十进制形式表示的如210.52.207.2，每段所能表示的十进制数最大不超过255。IP地址由两部分组成，即网络号（Netgwork ID）和主机号（Host ID）。网络号标识的是Internet上的一个子网，而主机号标识的是子网中的某台主机。网际地址分解成两个域后，带来了一个重要的优点：IP数据包从网际上的一个网络到达另一个网络时，选择路径可以基于网络而不是主机。在大型的网际中，这一点优势特别明显，因为路由表中只存储网络信息而不是主机信息，这样可以大大简化路由表。IP地址根据网络号和主机号的数量而分为A、B、C三类：

A类IP地址：用7位（bit）来标识网络号，24位标识主机号，最前面一位为"0"，即A类地址的第一段取值介于1～126之间。A类地址通常为大型网络而提供，全世界总共只有126个只可能的A类网络，每个A类网络最多可以连接16777214台主机。

B类IP地址：用14位来标识网络号，16位标识主机号，前面两位是"10"。B类地址的第一段取值介于128～191之间，第一段和第二段合在一起表示网络号。B类地址适用于中等规模的网络，全世界大约有16000个B类网络，每个B类网络最多可以连接65534台主机。

C类IP地址：用21位来标识网络号，8位标识主机号，前面三位是"110"。C类地址的第一段取值介于192～223之间，第一段、第二段、第三段合在一起表示网络号。最后一段标识网络上的主机号。C类地址适用于校园网等小型网络，每个C类网络最多可以有254台主机。

从上面的介绍我们知道，IP地址是以网络号和主机号来标示网络上的主机的，只有在一个网络号下的计算机之间才能"直接"互通，不同网络号的计算机要通过网关（Gateway）才能互通。但这样的划分在某些情况下显得并十分不灵活。为此IP网络还允许划分成更小的网络，称为子网（Subnet），这样就产生了子网掩码。子网掩码的作用就是用来判断任意两个IP地址是否属于同一子网络，这时只有在同一子网的计算机才能"直接"互通。那么怎样确定子网掩码呢？

前面讲到IP地址分网络号和主机号，要将一个网络划分为多个子网，因此网络号将要占用原来的主机位，如对于一个C类地址，它用21位来标识网络号，要将其划分为2个子网则需要占用1位原来的主机标识位。此时网络号位变为22位为主机标示变为7位。同理借用2个主机位则可以将一个C类网络划分为4个子网……那计算机是怎样才知道这一网络是否划分了子网呢？这就可以从子网掩码中看出。子网掩码和IP地址一样有32bit，确定子网掩码的方法是其与IP地址中标识网络号的所有对应位都用"1"，而与主机号对应的位都是"0"。如分为2个子网的C类IP地址用22位来标识网络号，则其子网掩码为：11111111 11111111 11111111 10000000即255.255.255.128。于是我们可以知道，A类地址的缺省子网掩码为255.0.0.0,B类为255.255.0.0,C类为255.255.255.0。下表是C类地址子网划分及相关子网掩码：

子网位数 子网掩码 主机数 可用主机数

1 255.255.255.128 128 126

2 255.255.255.192 64 62

3 255.255.255.224 32 30

4 255.255.255.240 16 14

5 255.255.255.248 8 6

6 255.255.255.252 4 2

你可能注意到上表分了主机数和可用主机数两项，这是为什么呢？因为但当地址的所有主机位都为"0"时，这一地址为线路（或子网）地址，而当所有主机位都为"1"时为广播地址。

同时我们还可以使用可变长掩码（VLSM）就是指一个网络可以用不同的掩码进行配置。这样做的目的是为了使把一个网络划分成多个子网更加方
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便。在没有VLSM的情况下，一个网络只能使用一种子网掩码，这就限制了在给定的子网数目条件下主机的数目。例如你被分配了一个C类地址，网络号为192.168.10.0,而你现在需要将其划分为三个子网,其中一个子网有100台主机,其余的两个子网有50台主机。我们知道一个C类地址有254个可用地址，那么你如何选择子网掩码呢？从上表中我们发现，当我们在所有子网中都使用一个子网掩码时这一问题是无法解决的。此时VLSM就派上了用场，我们可以在100个主机的子网使用255.255.255.128这一掩码，它可以使用192.168.10.0到192.168.10.127这128个IP地址，其中可用主机号为126个。我们再把剩下的192.168.10.128到192.168.10.255这128个IP地址分成两个子网，子网掩码为255.255.255.192。其中一个子网的地址从192.168.10.128到192.168.10.191,另一子网的地址从192.168.10.192到192.168.10.255。子网掩码为255.255.255.192每个子网的可用主机地址都为62个，这样就达到了要求。可以看出合理使用子网掩码，可以使IP地址更加便于管理和控制。