『壹』 計算機網路用IP地址與子網掩碼，怎麼求網路號和主機號
將IP地址分成了網路號和主機號兩部分，設計者就必須決定每部分包含多少位。網路號的位數直接決定了可以分配的網路數（計算方法2^網路號位數）；主機號的位數則決定了網路中最大的主機數（計算方法2^主機號位數-2）。然而，由於整個互聯網所包含的網路規模可能比較大，也可能比較小，設計者最後聰明的選擇了一種靈活的方案：將IP地址空間劃分成不同的類別，每一類具有不同的網路號位數和主機號位數。
例如：
192.168.1.120/255.255.255.0
如何算出它的網路號.主機號
這個從二進制角度說比較方便。
首先把地址和掩碼轉換為二進制（熟了就不用了）
IP地址：11000000.10101000.00000001.01111000
掩碼：11111111.11111111.11111111.00000000
（掩碼24個1，就是說這個地址是24位掩碼的）
掩碼為1的部分表示網路號，為0的部分表示主機號。
IP地址與掩碼相與得出網路地址，
換個演算法就是地址的前24位（掩碼1的個數）後面補0是網路地址
『貳』 IP地址，子網掩碼，子網劃分
IP地址分為A類、B類、C類、D類、E類，規定如下：
A類 ：網路位8位，主機位24位，網路前導位為0，即：
0*******.********.********.********即1.0.0.0—127.255.255.255
網路位00000000不可用，網路位01111111(127)表示回送地址，指本地機。
B類 ：網路位16位，主機位16位，網路前導位為10，即：
10******.********.********.********即128.0.0.0—191.255.255.255
C類 ：網路位24位，主機位8位，前導位為110，即：
110*****.********.********.********即192.0.0.0—223.255.255.255
D類 ：組播地址，前導位為1110，即：
1110****.********.********.********即224.0.0.0—239.255.255.255
E類 ：保留地址，前導位為11110，即：
11110***.********.********.********即240.0.0.0—247.255.255.255
其中A類、B類、C類IP地址可供普通用戶使用。
（三）私有IP地址(記住)
IP地址分為：公有IP地址和私有IP地址(也稱外部IP地址和內部IP地址，或稱全局IP地址和專用IP地址)，在互聯網中，公有IP地址可以被外網訪問，私有IP地址僅用於內部網路使用，不能被外網訪問。私有IP地址如下：
A類：10.0.0.0—10.255.255.255
B類：172.16.0.0—172.31.255.255
C類：192.168.0.0—192.168.255.255
（四）IP地址的相關規定(記住)
1.網路地址、主機地址、廣播地址
IP地址由「網路位+主機位」組成。
網路地址：主機位全0
主機地址：網路位全0
直接廣播地址：主機位全1
舉例：IP地址201.161.20.18的網路地址是201.161.20.0，主機地址是0.0.0.18，直接廣播地址為201.161.20.255。
2.可用的IP地址
主機位不可全0或全1（全0是網路地址，全1是廣播地址）
在一個網段內，最小的可用IP地址是「網路地址+1」，最大的可用IP地址是「廣播地址-1」。
舉例：192.168.1.0～192.168.1.255網段中，可用的IP地址是：192.168.1.1～192.168.1.254
3.受限廣播地址(或稱為「有限廣播地址」)
32位全1的IP地址(255.255.255.255)表示受限廣播地址。
受限廣播地址和直接廣播地址的區別，舉例：255.255.255.255和192.168.5.255。
交換機轉發廣播，路由器不轉發廣播。
二、子網掩碼
子網掩碼用來區別網路位和主機位 ，用1表示網路位，用0表示主機位。比如：
A類IP地址的掩碼：11111111.00000000.00000000.00000000 寫成十進制255.0.0.0
也可以用/8來表示，表示前8位是網路位，比如：10.3.3.3/8
B類IP地址的掩碼：11111111.11111111.00000000.00000000寫成十進制 255.255.0.0
也可以用/16來表示，表示前16位是網路位，比如：172.16.7.6/16
C類IP地址的掩碼：11111111.11111111.11111111.00000000寫成十進制 255.255.255.0
也可以用/24來表示，表示前24位是網路位，比如：192.168.5.8/24
子網掩碼為255.255.255.255表示本網段只有1個IP地址，舉例：電信運營商動態分配給用戶的IP地址110.80.191.243和子網掩碼255.255.255.255。
三、劃分子網的三級網路結構
將一個大的網路劃分成幾個較小的子網，變成「 網路位+子網位+主機位 」的三級結構。
（一）子網掩碼的計算(★記住)
10000000→128(借1位)
11000000→128＋64＝192(借2位)
11100000→128＋64＋32＝224(借3位)
11110000→128＋64＋32＋16＝240(借4位)
11111000→128＋64＋32＋16＋8＝248(借5位)
11111100→128＋64＋32＋16＋8＋4＝252(借6位)
11111110→128＋64＋32＋16＋8＋4＋2＝254(借7位)
11111111→128＋64＋32＋16＋8＋4＋2＋1＝255(借8位)
（二）子網劃分計算
向主機位借1位可以劃分成2個子網，借2位劃分成4個子網，借3位劃分成8個子網，如下：
28＝256，27＝128，26＝64，25＝32，24＝16，23＝8，22＝4，21＝2
地址類別是：A類
網路地址是：126.144.0.0 (主機位全0)
直接廣播地址是：126.159.255.255 (主機位全1)
受限廣播地址是：255.255.255.255
主機地址是：0.6.28.57 (網路位全0)
子網內的第一個可用IP地址是：126.144.0.1 (網路地址+1)
子網內的最後一個可用IP地址是：126.159.255.254 (廣播地址-1)
網段
IP默認分配的子網掩碼每段只有255或0
A類的默認子網掩碼255.0.0.0一個子網最多可以容納1677萬多台電腦
B類的默認子網掩碼255.255.0.0一個子網最多可以容納6萬台電腦
C類的默認子網掩碼255.255.255.0一個子網最多可以容納254台電腦
把子網掩碼切換至二進制，我們會發現，所有的子網掩碼是由一串連續的1和一串連續的0組成的（一共4段，每段8位，一共32位數）。
255.0.0.011111111.00000000.00000000.00000000
255.255.0.011111111.11111111.00000000.00000000
255.255.255.011111111.11111111.11111111.00000000
這是A/B/C三類默認子網掩碼的二進制形式，其實，還有好多種子網掩碼，只要是一串連續的1和一串連續的0就可以了（每段都是8位）。如11111111.11111111.11111000.00000000，這也是一段合法的子網掩碼。子網掩碼決定的是一個子網的計算機數目，計算機公式是2的m次方，其中，我們可以把m看作後面0的個數。如255.255.255.0轉換成二進制，那就是11111111.11111111.11111111.00000000，後面有8顆0，那m就是8，255.255.255.0這個子網掩碼可以容納2的8次方（台）電腦，也就是256台，但是有兩個IP是不能用的，那就是最後一段不能為0和255，減去這兩台，就是254台。
計算方法
00把將其轉換為二進制的四段數字（每段要是8位，如果是0，可以寫成8個0，也就是00000000）
11111111.1111111.11111000.00000000
然後，數數後面有幾顆0，一共是有11顆，那就是2的11次方，等於2048，這個子網掩碼最多可以容納（2048-2）=2046台電腦。
我們再來看看這個改為默認子網掩碼的B類IP
如IP：188.188.0.111，188.188.5.222，子網掩碼都設為255.255.254.0，在同一網段嗎？
先將這些轉換成二進制
IP(A) 188.188.0.11110111100.10111100.00000000.01101111
IP(B) 188.188.5.22210111100.10111100.00000101.11011010
Mask 255.255.254.011111111.11111111.11111110.00000000
255.255.254.0 是由23個1組成，也就是23位掩碼。簡單的說，由左往右數1，把十進制的IP換算成二制後，前23位1相同的情況下就屬於同一個網段內的IP，24位後的1隨意變化，屬於同一網段。例中IP(A) 188.188.0.111，通過這個23位限制，可以看出的范圍就是屬於 188.188.0.0~188.188.1.255范圍，只有在這個范圍內，才屬於同一個網段內IP。IP(B)同網段的IP范圍是188.188.4.0~188.188.5.255的范圍，顯然不在IP(A)的范圍內，所以IP(A)與IP(B)不是同一網段內IP。
分別and運算，得
10111100.10111100.00000000.00000000
10111100.10111100.00000100.00000000
網路標識不一樣，即不在同一網段
IP網段與子網掩碼
現在的企業規模越來越大，從原來的十幾台，到幾十台，現在是幾百台。那麼所需的IP地址數量也越來越多。我們都知道一個網段的IP地址數為0-255,除去0和255,只能有254台電腦，如果超過254台電腦，就需要增加IP地址，如何增加IP地址呢，為此就需要子網掩碼。
現在的IP暫時由四段數字組成（以後將擴充更改），常分為三類IP:
A類：0.0.0.0到126.255.255.255
B類：128.0.0.0到191.255.255.255
C類：192.0.0.0到223.255.255.255
子網掩碼：
在同一網段，要求網路標識相同，網路標識就是用IP的二進制與子網掩碼的二進制數據作'與'運算（可用WINDOWS計算器算二進制），所以結果相同，表示在同一網段，而不是IP地址前幾段相同就表示在同一網段。算網路標識的時候，A類IP只算第一段，B類只算第一，二段，C類IP算第一，二，三段。
例：192.168.0.1 255.255.255.0的網路標識為：192.168.0.0
192.168.0.1： 11000000.10101000.00000000.00000001
255.255.255.0：11111111.11111111.11111111.00000000
作與運算：
11000000.10101000.00000000.00000000
結果：192.168.0.0
子網掩碼決定了一個子網的計算機數目，簡單的演算法就是2的M次方。M表示二進制的子網掩碼後面0的數目。
例：255.255.255.0
二進制：11111111.11111111.11111111.00000000
後面有8個0,那M就是8,這個子網掩碼可以容納2的8次方（台）電腦，也就是256台，去掉0和255就是254台電腦。
實例：一個公司有530台電腦，組成一個對等網，子網掩碼如何設？IP如何設？
子網掩碼：
2的M次方=530,求得M=10
那麼子網掩碼最後為10個0,如此便是：11111111.11111111.11111100.00000000
換成十進制便是：255.255.252.0
再看IP，我們選一個B類IP，例如：188.188.×.×
前兩段按B類要隨便設就可以，關鍵是第三段，只要網路標識相同就可以在同一網段就可以，我們先看網路標識：
255.255.252.0：11111111.11111111.11111100.00000000
188.188.×.×： 10111100.10111100.？？？？？？××.××××××××
網路標識： 10111100.10111100.？？？？？？00.00000000
上邊×號無論填0和1結果都是0
？處填0和1都一樣，我們就全填0,結果便是IP便是：
10111100.10111100.000000××.××××××××，這個IP共有530台電腦，IP最後一段分給254台，一共要分530/254=2.086段，進一法則要分成3段，所以IP地址000000××處分成三個不同的數據即可，例：00000001，00000010，00000011，分別是1，2，3，這樣IP地址就確定了188.188.1.×，188.188.2.×，188.188.3.×。
（三）舉例
舉例1：172.17.0.3/19子網掩碼是多少 (借3位)
子網掩碼11111111.11111111.11100000.00000000即255.255.224.0
舉例2：192.168.6.7/26子網掩碼是多少 (借2位)
子網掩碼11111111.11111111.11111111.11000000即255.255.255.192
舉例3：IP地址172.16.37.95，子網掩碼為255.255.224.0，寫出網路地址、主機地址和廣播地址。
解答：224表示借3位，172.16.37.95→172.16.00100101.95；
網路地址：172.16.00100000.0→172.16.32.0 (主機位全0)
主機地址：0.0.00000101.95→0.0.5.95 (網路位全0)
廣播地址：172.16.00111111.255→172.16.63.255 (主機位全1)
練習：寫出以下IP地址的網路地址、主機地址和廣播地址
172.16.99.8/255.255.240.0 (提示：172.16.01100011.8)
192.168.3.72/255.255.255.192 (提示：192.168.3.01001000)
10.33.4.5/255.248.0.0 (提示：10.00100001.4.5)
請多做課堂練習……。
四、考題(記住方法)
IP地址為126.150.28.57，子網掩碼為255.240.0.0，那麼地址類別是（），網路地址是（），直接廣播地址是（），受限廣播地址是（），主機地址是（），子網內的第一個可用IP地址是（），子網內的最後一個可用IP地址是（）
解答：
126.150.28.57/255.240.0.0→126.10010110.28.57
『叄』 IP地址與子網掩碼的關系是什麼
子網掩碼和ip地址的關系
子網掩碼是用來判斷任意兩台計算機的IP地址是否屬於同一子網路的根據。
最為簡單的理解就是兩台計算機各自的IP地址與子網掩碼進行AND運算後，凳頌衫如果得出的結果是相同的，則說明這兩台計算機是處於同一個子網路上的，可以進行直接的通訊。
『肆』 計算機網路如何計運算元網掩碼
IP地址是以 網路號 和 主機 號來表示網路上的主機的，只有在一個網路號下的計算機之間才能「直接」互通，不同網路號的計算機要通過 網關 （Gateway）才能互通。但這樣的劃分在某些情況下顯得並不十分靈活。為此 IP網路 還允許劃分成更小的網路，稱為子網（Subnet），這樣就產生了 子網掩碼 。子網掩碼的作用就是用來判斷任意兩個IP地址是否屬於同一子網路，這時只有在同一子網的計算機才能"直接"互通。那麼怎樣確定子網掩碼呢？
前面講到IP地址分網路號和主機號，要將一個網路劃分為多個子網，因此網路號將要佔用原來的主機位，如對於一個C類地址，它用24位來標識網路號，要將其劃分為2個子網則需要佔用1位原來的主機標識位。此時 網路號 位變為25位， 主機 標示變為7位。同理借用2個主機位則可以將一個C類網路劃分為4個子網……那計算機是怎樣才知道這一網路是否劃分了子網呢？這就可以從子網掩碼中看出。子網掩碼和IP地址一樣有32bit，確定 子網掩碼 的方法是其與IP地址中標識網路號的所有對應位都用"1"，而與主機號對應的位都是"0"。如分為2個子網的C類IP地址用25位來標識網路號，則其子網掩碼為：11111111 11111111 11111111 10000000即255.255.255.128。於是我們可以知道，A類地址的預設子網掩碼為255.0.0.0,B類為255.255.0.0,C類為255.255.255.0。下表是C類地址 子網劃分 及相關子網掩碼：
子網位數 子網掩碼 主機 數 可用主機數
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 主機 數和可用主機數兩項，這是為什麼呢？因為當地址的所有主機位都為"0"時，這一地址為子網的網路地址，而當所有主機位都為"1"時為 廣播地址 。
同時我們還可以使用可變長 掩碼 （VLSM）就是指一個網路可以用不同的掩碼進行配置。這樣做的目的是為了使把一個網路劃分成多個子網更加方便。在沒有VLSM的情況下，一個網路只能使用一種 子網掩碼 ，這就限制了在給定的子網數目條件下主機的數目。例如你被分配了一個C類地址， 網路號 為192.168.10.0,而你現在需要將其劃分為三個子網,其中一個子網有100台 主機 ,其餘的兩個子網有50台主機。我們知道一個C類地址有254個可用地址，那麼你如何選擇子網掩碼呢？從上表中我們發現，當我們在所有子網中都使用一個子網掩碼時這一問題是無法解決的。此時VLSM就派上了用場，我們可以在100個主機的子網使用255.255.255.128這一 掩碼 ，它可以使用192.168.10.0到192.168.10.127這128個IP地址，其中可用主機號為126個。我們再把剩下的192.168.10.128到192.168.10.255這128個IP地址分成兩個子網， 子網掩碼 為255.255.255.192。其中一個子網的地址從192.168.10.128到192.168.10.191,另一子網的地址從192.168.10.192到192.168.10.255。子網掩碼為255.255.255.192每個子網的可用 主機地址 都為62個，這樣就達到了要求。可以看出合理使用子網掩碼，可以使IP地址更加便於管理和控制。
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定義子網掩碼
用於子網掩碼的位數決定於可能的子網數目和每個子網的主機數目。在定義子網掩碼前，必須弄清楚本來使用的子網數和主機數目。
定義子網掩碼的步驟為：
A、確定哪些組地址歸我們使用。比如我們申請到的網路號為 「210.73.a.b」，該網路地址為c類IP地址，網路標識為「210.73.a」，主機標識為「b」。
B、根據我們所需的子網數以及將來可能擴充到的子網數，用宿主機的一些位來定義子網掩碼。比如我們需要12個子網，將來可能需要16個。用第四個位元組的前四位確定子網掩碼。前四位都置為「1」，即第四個位元組為「11110000」，這個數我們暫且稱作新的二進制子網掩碼。
C、把對應初始網路的各個位都置為「1」，即前三個位元組都置為「1」，則子網掩碼的間斷二進制形式為：「11111111.11111111.11111111.11110000」 。
D、把這個數轉化為間斷十進制形式為：「255.255.255.240」 。
計算方式
由於子網掩碼的位數決定於可能的子網數目和每個子網的 主機 數目。在定義子網掩碼前，必須弄清楚本來使用的 子網 數和 主機 數目。
根據子網數
利用子網數來計算
在求子網掩碼之前必須先搞清楚要劃分的子網數目，以及每個子網內的所需主機數目。
1)將子網數目轉化為 二進制 來表示
2)取得該 二進制 的位數，為 N
3)取得該IP地址的類子網掩碼，將其 主機地址 部分的前N位置1 即得出該IP地址劃分子網的子網掩碼。
如欲將B類IP地址168.195.0.0劃分成27個子網：
1)27=11011
2)該 二進制 為五位數，N = 5
3)將B類地址的子網掩碼255.255.0.0的 主機地址 前5位置1（B類地址的主機位包括後兩個位元組，所以這里要把第三個位元組的前5位置1），得到 255.255.248.0
即為劃分成27個子網的B類IP地址 168.195.0.0的子網掩碼（實際上是劃成了32-2=30個子網）。
這一段介紹的是舊標准下計算的方法，關於舊的標准後文在介紹，在新標准中則可以先將27減去1，因為計算機是從0開始計算的，從0到27實際上是有28個，所以說如果需要27個就需要將27減去1。
根據主機數
利用主機數來計算
1)將主機數目轉化為二進制來表示
2)如果主機數小於或等於254（注意去掉保留的兩個IP地址），則取得該主機的 二進制 位數，為 N，這里肯定N<8。如果大於254，則 N>8，這就是說 主機地址 將占據不止8位。
3)使用255.255.255.255來將該類IP地址的 主機地址 位數全部置1，然後從後向前的將N位全部置為 0，即為子網掩碼值。
如欲將B類IP地址168.195.0.0劃分成若乾子網，每個子網內有 主機 700台：
1) 700=1010111100
2)該 二進制 為十位數，N = 10
3)將該B類地址的子網掩碼255.255.0.0的 主機地址 全部置1，得到255.255.255.255
然後再從後向前將後10位置0,即為： 11111111.11111111.11111100.00000000
即255.255.252.0。這就是該欲劃分成 主機 為700台的B類IP地址168.195.0.0的子網掩碼。
子網掩碼最直接的作用是判斷IP地址與另一個IP地址是否在同一個網段內。
下面先簡單看一個電腦上IP的基本配置
IP地址：192.168.0.5
子網掩碼：255.255.255.0
默認網關：192.168.0.1
如上的例子，IP地址、子網掩碼、默認網關。假如現在上邊的電腦A（IP地址192.168.0.5）要給電腦B（IP地址為192.168.0.22）發送數據，首先A將數據發到路由器，路由器經過判斷B的地址和A的地址在同一個網段內，然後路由器就將數據直接發送給B。
路由器具體使用子網掩碼來判斷IP地址是先將這些IP地址和子網掩碼都換成二進制，然後按照子網掩碼的最長位數的1來比較。
第一步：轉換為二進制
A的IP地址：11000000，10101000，00000000，00000101
子網掩碼：11111111，11111111，11111111，00000000
B的IP地址：11000000，10101000，00000000，00010110
第二步：按照子網掩碼最長1來比較
看上邊的內容，子網掩碼在左邊一共有24位為1，那這樣的意思就是如果兩個IP地址的前24位都相同的話，那這兩個IP地址就是在同一個網段內，看到我紅色標記的A和B的地址都相同，那這就說明A和B在同一個網段內。
再看一個例子，如果還是A地址的數據發到C地址，C的IP地址為192.168.56.21
第一步：轉換為二進制
A的IP地址：11000000，10101000，00000000，00000101
子網掩碼：11111111，11111111，11111111，00000000
C的IP地址：11000000，10101000，00111000，00010101
第二步：按照子網掩碼最長1來比較
看上邊的A和C，按照子網掩碼的要求，如果C的前24位和A的前24位都相同的話，那麼A和C才是同一網段的，看上邊C的地址，我用藍色來標注不同的位數，這樣A 和C就不在同一個網段內，路由器就不能直接把A要發給C的數據直接經過一個路由器給發送過去，這樣路由器就要先將A的數據轉發到另外一個路由器（一個不行就繼續往下發），然後再發到C上。
問題擴展：
一：上邊的例子中子網掩碼為255.255.255.0，那麼能不能把子網掩碼給修改呢，完全可以。
在上邊A和C的例子中，如果把子網掩碼改成255.255.0.0，再看一下
A的IP地址：11000000，10101000，00000000，00000101
子網掩碼：11111111，11111111，00000000，00000000
C的IP地址：11000000，10101000，00111000，00010101
這樣A和C就在同一個網段內了
二：擴展子網
在一個公司或者學校內部，已經分配好了網路號，按照內部行政結構的不同，再將網路分配成子網路號。
舉例：如果一個公司主機已經分配好的網路按照255.255.0.0的子網掩碼來區分主機號，現在由於公司有兩個部門，想要按照部門來劃分成兩個子網路來，那麼可以簡單的用子網掩碼來劃分。現在來考慮，有兩個部門，按照二進制的做飯，那麼只要有一位的數字0和1來區分就可以了。
按照255.255.0.0(11111111，11111111，00000000，00000000)來劃分，前邊了16位是網路號，按照子網掩碼是按照最長1來匹配，那麼現在就在17位劃分位0和1來區分成兩個。那麼可以給一個部門的子網掩碼劃分為255.255.128.0，另一個劃分為255.255.0.0，用二進制來比較一下
255.255.0.0：11111111，11111111，00000000，00000000
255.255.128.0：11111111，11111111，10000000，00000000
這樣就簡單的將兩個部門來劃分開了
三：路由的時候選擇最長1來匹配
路由的時候為什麼選擇最長1來匹配，理由是這樣的：如果是在好幾個可以匹配的網段內（還是按照子網掩碼）選擇最長的那個，可以很快的找到匹配。如果是按照最短的，那麼需要匹配的主機就多，還有一種可能是一個路由器轉發不了，還要換另一個路由，很可能造成包在網路內循環，最後直至包被丟棄。
四：網關的概念
在開始的例子中提到默認網關的概念，先來看網關的概念。
網關實質上是一個網路通向其他網路的IP地址，網關的IP地址是具有路由功能的設備的IP地址，按照上邊的192.168.0.1網關的例子，網關就是有那麼一台機子或者是PC機或者是伺服器它的IP地址是192.168.0.0，這個設備有路由功能。按照這個理論，一個設備的IP必須和自己的網關在同一個網段內，這是必須的。
說完網關，再說默認網關，默認二字就沒有太多解釋的了，這里舉例說明：網關可能不止一個，有網關一、網關二等等，默認網關就是選擇其中之一做為默認值。