子网掩码、网络地址、广播地址、子网划分及计算

news2024/10/13 2:18:39

1. IPV4地址分类及组成

IP地址=网络地址+主机地址,(又称:主机号和网络号)

由上图可见网络号和主机号之和是32,而且此多彼少。

例:IP地址为192.168.2.131,转换成二进制1111 1111.1010 1000.0000 0010.1000 0011,因为192为C类IP地址,那么左边24位是网络位,代表网段,右边的8位是主机号,代表该网段内的唯一一台主机。


以C类网络为例,左边24位是网络号,每一位是0或1,因为第一字节十进制范围是192-233,也就说24位网络号变化范围是110x xxxx.xxxx xxxx.xxxx xxxx到1110 1001.xxxx xxxx.xxxx xxxx,那么共有2^{21}=2097152个网段,同理右边8位共有2^{8}-2=254个主机,也就是说每个网段下可以最多254个主机。那么为什么-2呢?是因为要除掉1111 1111和0000 0000两种特殊情况(网络地址和广播地址)
同理,A类网段数128,主机数16777214,B类网段数16384,主机数65534。

2. 子网掩码 

子网掩码的计算_子网掩码计算-CSDN博客

子网掩码用于判断任意两台计算机的IP地址是否属于同一子网,也可以判断IP地址的网络位和主机位,它的特征是左边全1,右边全0。

  • 判断方法:两台计算机各自的IP地址与子网掩码进行与运算得到网络地址,结果相同则说明这两台计算机是处于同一个子网,可以进行直接的通讯。

同时,我们可以根据子网掩码可以计算出广播地址、主机号范围、主机数量

通常我们会见到这样的IP地址写法:192.168.2.131/24,其中 / 右边的24即为子网掩码,/24是CIDR的简写形式,解析如下:

        24是网络位,全是1,剩余8位是主机位,全是0,那么写成二进制是:1111 1111.1111 1111.1111 1111.0000 0000,再转化成十进制:255.255.255.0,所以上述IP也可写成192.168.2.131/255.255.255.0,那么一般情况下可以得到如下结果:

网络位主机位默认子网掩码
A类824255.0.0.0或 8

         B类

1616255.255.0.0或 16
C类248255.255.255.0或 24

注意表格中的子网掩码是默认的,分别是8、16、24,子网掩码和IP地址类别没有必然关系,并不是说A类就必须是8,B类必须是16,A类也可以是22!

3. 网络地址

网络地址=IP地址和掩码与运算

以16.158.165.91/22为例 :掩码22位,即网络位占22,主机位占10

  • 也可以将网络地址的网络号不变,主机号全部变0取得。

4. 广播地址

广播地址=掩码取反和网络地址或运算

仍以16.158.165.91/22为例:

  • 也可以将网络地址的网络号不变,主机号全部变1取得。

5. 计算主机号范围及数量

可用IP地址范围=[ 网络地址+1,广播地址-1 ]
上述案例中的可用IP地址范围:[ 16.158.164.1,16.158.167.254 ]
主机数量=2^主机位二进制数位-2(不包括网络地址和广播地址)
案例中的数量为:2^10 -2=1024-2=1022

6. 子网划分 

6.1 为什么要子网划分

IPv4地址和子网掩码_哔哩哔哩_bilibili

6.2 子网划分思想

最开始我们说,IP地址=网络号+主机号,其实这是不需要子网划分的IP地址组成,如果IP地址需要子网划分,那么还要从主机号中借用几位作为子网号,此时的IP地址=网络号+子网号+主机号。

6.3 子网计算步骤

子网掩码的计算_子网掩码计算-CSDN博客十分钟理解子网划分 路由技术基础_哔哩哔哩_bilibili子网掩码的计算_子网掩码计算-CSDN博客

例:

6.3.1 确定借几位子网号

因为上述案例中有三个部门,所以子网数>=3,那么要借2位子网号,可以表示4个子网(00,01,10,11),每个子网可分配主机数2^{6}-2=62(减掉全0和全1)

6.3.2 确定每个子网的子网掩码

上述C类网段掩码是24,借了2位就是26,写成二进制:1111 1111.1111 1111.1111 1111.xx00  0000,再写成十进制即是每个子网的子网掩码,xx就是00,11,01,10
 

6.3.3 确定子网的网络地址

网络地址=子网掩码和IP地址与运算,得出每个子网的网络地址如下:
 

6.3.4确定子网的广播地址

广播地址=掩码取反和网络地址或运算

6.3.5 确定子网的可用IP地址范围

可用IP地址范围=[ 网络地址+1,广播地址-1 ]

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