IP地址与子网掩码计算

1、IP 地址与子网掩码计算IP 地址与子网掩码IP 地址与网络分类(1) IP 地址不同的物理网络技术有不同的编址方式；不同物理网络中的主机，有不同的物理网络地址。网间网技术是将不同物理网络技术统一起来的高层软件技术。网间网技术采用一种全局通用的地址格式，为全网的每一网络和每一主机都分配一个网间网地址，以此屏蔽物理网络地址的差异。 IP 协议提供一种全网间网通用的地址格式，并在统一管理下进行地址分配，保证一个地址对应一台网间网主机(包括网关)，这样物理地址的差异被 IP 层所屏蔽。 IP 层所用到的地址叫做网间网地址，又叫 IP 地址。它由网络号和主机号两部分组成，统一网络内的所有主机使用相同的

2、网络号，主机号是唯一的。 IP 地址是一个 32 为的二进制数，分成 4 个字段，每个字段 8 位。(2) 三类主要的网络地址我们知道，从LAN到WAN，不同种类网络规模相差很大，必须区别对待。因此按网络规模大小，将网络地址分为 主要的三类，如下：A 类：0 1 2 3 8 16 243 1 0 网络号主机号B 类：1 0 网络号主机号C 类：1 1 0 网络号主机号A 类地址用于少量的(最多 27 个)主机数大于 216 的 大型网，每个 A 类网络可容纳最多 224 台主机； B 类地址用 于主机数介于28216之间数量不多不少的中型网，B类网络最多214个；C类地址用于每个网络只能容纳2

3、8台主机的大量小型网，C类网络最多221个。除了以上A、B、C三个主类地址外，还有另外两类地址，如下：D 类：1 1 1 0 多目地址E 类：1 1 1 1 0 留待后用其中多目地址( multicastaddress )是比广播地址稍弱的多点传送地址，用于支持多目传输技术。 E 类地址用于将来的扩展之用。(3) TCP/IP 规定网络地址除了一般地标识一台主机外，还有几种具有特殊意义的特殊形式。* 广播地址TCP/IP 规定，主机号全为“ 1”的网络地址用于广播之 用，叫做广播地址。所谓广播，指同时向网上所有主机发送 报文。* 有限广播 前面提到的广播地址包含一个有效的网络号和主机号， 技术

4、上称为直接广播( directed boradcasting )地址。在网间网上的任何一点均可向其他任 何网络进行直接广播，但直接广播有一个缺点，就是要知道 信宿网络的网络号。有时需要在本网络内部广播，但又不知道本网络网络号。TCP/IP规定，32比特全为“ T的网间网地址用于本网 广播，该地址叫做有限广播地址( limited broadcast address )。* “0”地址TCP/IP 协议规定，各位全为“ 0”的网络号被解释成 “本”网络。* 回送地址A 类网络地址 127 是一个保留地址，用于网络软件测试以及本地机进程间通信，叫做回送地址( loopbackaddress ）。无

5、论什么程序，一旦使用回送地址发送数据，协议软件立即返回之，不进行任何网络传输。TCP/IP 协议规定， 一、含网络号 127 的分组不能出现在 任何网络上；二、主机和网关不能为该地址广播任何寻径信 息。由以上规定可以看出，主机号全“ 0”全“ 1 ”的地址在 TCP/IP 协议中有特殊含义，不能用作一台主机的有效地址。二、子网掩码（1）子网 TCP/IP 网间网技术产生于大型主流机环境中， 它能发展到今天的规模是当初的设计者们始料未及的。网间 网规模的迅速扩展对 IP 地址模式的威胁并不是它不能保证 主机地址的唯一性，而是会带来两方面的负担：第一，巨大 的网络地址管理开销；第二，网关寻径急剧膨

6、胀。其中第二 点尤为突出，寻径表的膨胀不仅会降低网关寻径效率（甚至 可能使寻径表溢出，从而造成寻径故障），更重要的是将增加内外部路径刷新时的开销，从而加重网络负担。 因此，迫切需要寻求新的技术，以应付网间网规模增长 带来的问题。仔细分析发现，网间网规模的增长在内部主要 表现为网络地址的增减，因此解决问题的思路集中在：如何 减少网络地址。于是 IP 网络地址的多重复用技术应运而生。通过复用技术，使若干物理网络共享同一 IP 网络地址， 无疑将减少网络地址数。子网编址（ subnet addressing )技术，又叫子网寻径( subnetrouting )，英文 简称 subnetting ，

7、是最广泛使用的 IP 网络地址复用方式， 目 前已经标准化，并成为 IP 地址模式的一部分。一般的， 32 位的 IP 地址分为两部分，即网络号和主机号，我们分别把他们叫做 IP 地址的“网间网部分”和“本地部分”。子网编址技术将本地部分进一步划分为“物理网络”部分和“主机”部分，如图：网间网部分物理网络主机| .网间网部分-| <本地部分>|其中“物理网络”用于标识同一 IP 网络地址下的不同物理网络，既是“子网”。(2) 子网掩码 IP 协议标准规定：每一个使用子网的网点 都选择一个 32 位的位模式， 若位模式中的某位置1，则对应IP 地址中的某位为网络地址(包括网间网部分和

8、物理网络 号)中的一位；若位模式中的某位置0，则对应 IP 地址中的某位为主机地址中的一位。例如位模式：11111111 11111111 1111111100000000 中，前三个字节全 1，代表对应 IP 地址中最高的 三个字节为网络地址； 后一个字节全 0 ，代表对应 IP 地址中 最后的一个字节为主机地址。这种位模式叫做子网模( subnetmask )或“子网掩码”为了使用的方便，常常使用“点分整数表示法”来表示一个 IP 地址和子网掩码， 例如 B 类地址子网掩码 ( 1111111111111111 11111111 00000000 )为：255.255.255.0IP 协议

9、关于子网掩码的定义提供一种有趣的灵活性， 允许子 网掩码中的“ 0”和“ 1”位不连续。但是，这样的子网掩码 给分配主机地址和理解寻径表都带来一定困难，并且，极少 的路由器支持在子网中使用低序或无序的位，因此在实际应 用中通常各网点采用连续方式的子网掩码。像255.255.255.64 和 255.255.255.160 等一类的子网掩码不推 荐使用。(3) 子网掩码与 IP 地址子网掩码与 IP 地址结合使用， 可 以区分出一个网络地址的网络号和主机号。例如：有一个 C 类地址为：192 9 200 13 其缺省的子网掩码为：255 255 255 0 则它的网络号和主机号可按如下方法得到：

10、 将 IP 地址 1929200 13 转换为二进制 1100000000001001 1100100000001101 将子网掩码 255 255 255 0 转换为二进制 1111111111111111 1111111100000000 将两个二进制数逻辑与（AND）运算后得出的结果即为网络部分 1100000000001001 11001000 00001101 AND 11111111 1111111111111111 00000000 1100000000001001 11001000 00000000结果为 192.9.200.0 ，即网络号为 192.9.200.0 。 将子网

11、掩码取反再与IP地址逻辑与（AND）后得到的结果即为主机部分 1100000000001001 11001000 00001101 AND 00000000 0000000000000000 1111111100000000 00000000 00000000 00001101 结果为 0.0.0.13 ， 即主机号为 13 。（4）子网掩码与 IP 地址子网掩码与 IP 地址结合使用， 可以区分出一个网络地址的网络号和主机号。例如：有一个 C 类地址为：192920013 其缺省的子网掩码为：255 255 255 0 则它的网络号和主机号可按如下方法得到： 将 IP 地址 1929200

12、13 转换为二进制 1100000000001001 1100100000001101 将子网掩码 255 255 255 0 转换为二进制 1111111111111111 1111111100000000 将两个二进制数逻辑与（AND）运算后得出的结果即为网络部分 1100000000001001 11001000 00001101 AND 11111111 1111111111111111 00000000 1100000000001001 11001000 00000000 结果为 192.9.200.0 ，即网络号为 19292000。 将子网掩码取反再与IP地址逻辑与（AND）后得

13、到的结果即为主机部分 1100000000001001 11001000 00001101 AND 00000000 0000000000000000 1111111100000000 00000000 00000000 00001101 结果为0.0.0.13 ，即主机号为 13。三、子网划分与实例根据以上分析，建议按以下步骤和 实例定义子网掩码。1、 将要划分的子网数目转换为2的 m 次方。如要分 8个子网， 8=23 。2、 取上述要划分子网数的 2 的 m 次方的幂。如 23，即m=3 。3 、将上一步确定的幂 m 按高序占用主机地址 m 位后转换为十进制。如 m 为 3则是 1110

14、0000 ，转换为十进制为 224 ，即为最终确定的子网掩码。如果是 C 类网，则子网掩码为 255.255.255.224 ；如果是 B 类网，则子网掩码为 255.255.224.0 ；如果是 A 类网，则子网掩码为 255.224.0.0 。在这里，子网个数与占用主机地址位数有如下等式成立： 2m=n 。其中， m 表示占用主机地址的位数； n 表示划分的子网个数。根据这些原则，将一个C类网络分成4个子网。若我们用的网络号为192 . 9. 200，则该C类网内的主机IP地址就是192 9 200.11929200.254 （因为全“ 0” 和全“ 1 ”的主机地址有特殊含义， 不作为有

15、效的 IP 地址）， 现将网络划分为 4 个部分，按照以上步骤：4=22 ，取 22 的幂，即 2，则二进制为 11，占用主机地址的高序位即为 11000000 ，转换为十进制为 192。这样就可确定该子网掩码为： 255.255.255.192 ， 4个子网的 IP 地址范围分别为：二进制十进制 11000000 00001001 11001000 00000001 1100000000001001 1100100000111110 192 9 200 1192 9 200 62 11000000 00001001 11001000 01000001 1100000000001001 110

16、0100001111110 192 9200 65192 9 200 126 11000000 00001001 11001000 10000001 1100000000001001 1100100010111110 192 9200 129192 9 200 190 11000000 00001001 11001000 11000001 1100000000001001 1100100011111110 192 9200 193192 9 200 254在此列出 A、B、C 三类网络子网数目与子网掩码的转换表，以供参考。A 类：子网数目占用位数子网掩码子网中主机数21255 128 008,388,60642255 192 004,194,30283255 224 002,097,150164255 240 001,048,57432525524800524,28664625525200262,142128725525400131,0701288255 255 0065,534B 类： 子网数目占用位数子网掩码子网中主机数21255255128032,76642255