‘壹’ 计算机网络用IP地址与子网掩码，怎么求网络号和主机号
将IP地址分成了网络号和主机号两部分，设计者就必须决定每部分包含多少位。网络号的位数直接决定了可以分配的网络数（计算方法2^网络号位数）；主机号的位数则决定了网络中最大的主机数（计算方法2^主机号位数-2）。然而，由于整个互联网所包含的网络规模可能比较大，也可能比较小，设计者最后聪明的选择了一种灵活的方案：将IP地址空间划分成不同的类别，每一类具有不同的网络号位数和主机号位数。
例如：
192.168.1.120/255.255.255.0
如何算出它的网络号.主机号
这个从二进制角度说比较方便。
首先把地址和掩码转换为二进制（熟了就不用了）
IP地址：11000000.10101000.00000001.01111000
掩码：11111111.11111111.11111111.00000000
（掩码24个1，就是说这个地址是24位掩码的）
掩码为1的部分表示网络号，为0的部分表示主机号。
IP地址与掩码相与得出网络地址，
换个算法就是地址的前24位（掩码1的个数）后面补0是网络地址
‘贰’ IP地址，子网掩码，子网划分
IP地址分为A类、B类、C类、D类、E类，规定如下：
A类 ：网络位8位，主机位24位，网络前导位为0，即：
0*******.********.********.********即1.0.0.0—127.255.255.255
网络位00000000不可用，网络位01111111(127)表示回送地址，指本地机。
B类 ：网络位16位，主机位16位，网络前导位为10，即：
10******.********.********.********即128.0.0.0—191.255.255.255
C类 ：网络位24位，主机位8位，前导位为110，即：
110*****.********.********.********即192.0.0.0—223.255.255.255
D类 ：组播地址，前导位为1110，即：
1110****.********.********.********即224.0.0.0—239.255.255.255
E类 ：保留地址，前导位为11110，即：
11110***.********.********.********即240.0.0.0—247.255.255.255
其中A类、B类、C类IP地址可供普通用户使用。
（三）私有IP地址(记住)
IP地址分为：公有IP地址和私有IP地址(也称外部IP地址和内部IP地址，或称全局IP地址和专用IP地址)，在互联网中，公有IP地址可以被外网访问，私有IP地址仅用于内部网络使用，不能被外网访问。私有IP地址如下：
A类：10.0.0.0—10.255.255.255
B类：172.16.0.0—172.31.255.255
C类：192.168.0.0—192.168.255.255
（四）IP地址的相关规定(记住)
1.网络地址、主机地址、广播地址
IP地址由“网络位+主机位”组成。
网络地址：主机位全0
主机地址：网络位全0
直接广播地址：主机位全1
举例：IP地址201.161.20.18的网络地址是201.161.20.0，主机地址是0.0.0.18，直接广播地址为201.161.20.255。
2.可用的IP地址
主机位不可全0或全1（全0是网络地址，全1是广播地址）
在一个网段内，最小的可用IP地址是“网络地址+1”，最大的可用IP地址是“广播地址-1”。
举例：192.168.1.0～192.168.1.255网段中，可用的IP地址是：192.168.1.1～192.168.1.254
3.受限广播地址(或称为“有限广播地址”)
32位全1的IP地址(255.255.255.255)表示受限广播地址。
受限广播地址和直接广播地址的区别，举例：255.255.255.255和192.168.5.255。
交换机转发广播，路由器不转发广播。
二、子网掩码
子网掩码用来区别网络位和主机位 ，用1表示网络位，用0表示主机位。比如：
A类IP地址的掩码：11111111.00000000.00000000.00000000 写成十进制255.0.0.0
也可以用/8来表示，表示前8位是网络位，比如：10.3.3.3/8
B类IP地址的掩码：11111111.11111111.00000000.00000000写成十进制 255.255.0.0
也可以用/16来表示，表示前16位是网络位，比如：172.16.7.6/16
C类IP地址的掩码：11111111.11111111.11111111.00000000写成十进制 255.255.255.0
也可以用/24来表示，表示前24位是网络位，比如：192.168.5.8/24
子网掩码为255.255.255.255表示本网段只有1个IP地址，举例：电信运营商动态分配给用户的IP地址110.80.191.243和子网掩码255.255.255.255。
三、划分子网的三级网络结构
将一个大的网络划分成几个较小的子网，变成“ 网络位+子网位+主机位 ”的三级结构。
（一）子网掩码的计算(★记住)
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）子网划分计算
向主机位借1位可以划分成2个子网，借2位划分成4个子网，借3位划分成8个子网，如下：
28＝256，27＝128，26＝64，25＝32，24＝16，23＝8，22＝4，21＝2
地址类别是：A类
网络地址是：126.144.0.0 (主机位全0)
直接广播地址是：126.159.255.255 (主机位全1)
受限广播地址是：255.255.255.255
主机地址是：0.6.28.57 (网络位全0)
子网内的第一个可用IP地址是：126.144.0.1 (网络地址+1)
子网内的最后一个可用IP地址是：126.159.255.254 (广播地址-1)
网段
IP默认分配的子网掩码每段只有255或0
A类的默认子网掩码255.0.0.0一个子网最多可以容纳1677万多台电脑
B类的默认子网掩码255.255.0.0一个子网最多可以容纳6万台电脑
C类的默认子网掩码255.255.255.0一个子网最多可以容纳254台电脑
把子网掩码切换至二进制，我们会发现，所有的子网掩码是由一串连续的1和一串连续的0组成的（一共4段，每段8位，一共32位数）。
255.0.0.011111111.00000000.00000000.00000000
255.255.0.011111111.11111111.00000000.00000000
255.255.255.011111111.11111111.11111111.00000000
这是A/B/C三类默认子网掩码的二进制形式，其实，还有好多种子网掩码，只要是一串连续的1和一串连续的0就可以了（每段都是8位）。如11111111.11111111.11111000.00000000，这也是一段合法的子网掩码。子网掩码决定的是一个子网的计算机数目，计算机公式是2的m次方，其中，我们可以把m看作后面0的个数。如255.255.255.0转换成二进制，那就是11111111.11111111.11111111.00000000，后面有8颗0，那m就是8，255.255.255.0这个子网掩码可以容纳2的8次方（台）电脑，也就是256台，但是有两个IP是不能用的，那就是最后一段不能为0和255，减去这两台，就是254台。
计算方法
00把将其转换为二进制的四段数字（每段要是8位，如果是0，可以写成8个0，也就是00000000）
11111111.1111111.11111000.00000000
然后，数数后面有几颗0，一共是有11颗，那就是2的11次方，等于2048，这个子网掩码最多可以容纳（2048-2）=2046台电脑。
我们再来看看这个改为默认子网掩码的B类IP
如IP：188.188.0.111，188.188.5.222，子网掩码都设为255.255.254.0，在同一网段吗？
先将这些转换成二进制
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个1组成，也就是23位掩码。简单的说，由左往右数1，把十进制的IP换算成二制后，前23位1相同的情况下就属于同一个网段内的IP，24位后的1随意变化，属于同一网段。例中IP(A) 188.188.0.111，通过这个23位限制，可以看出的范围就是属于 188.188.0.0~188.188.1.255范围，只有在这个范围内，才属于同一个网段内IP。IP(B)同网段的IP范围是188.188.4.0~188.188.5.255的范围，显然不在IP(A)的范围内，所以IP(A)与IP(B)不是同一网段内IP。
分别and运算，得
10111100.10111100.00000000.00000000
10111100.10111100.00000100.00000000
网络标识不一样，即不在同一网段
IP网段与子网掩码
现在的企业规模越来越大，从原来的十几台，到几十台，现在是几百台。那么所需的IP地址数量也越来越多。我们都知道一个网段的IP地址数为0-255,除去0和255,只能有254台电脑，如果超过254台电脑，就需要增加IP地址，如何增加IP地址呢，为此就需要子网掩码。
现在的IP暂时由四段数字组成（以后将扩充更改），常分为三类IP:
A类：0.0.0.0到126.255.255.255
B类：128.0.0.0到191.255.255.255
C类：192.0.0.0到223.255.255.255
子网掩码：
在同一网段，要求网络标识相同，网络标识就是用IP的二进制与子网掩码的二进制数据作'与'运算（可用WINDOWS计算器算二进制），所以结果相同，表示在同一网段，而不是IP地址前几段相同就表示在同一网段。算网络标识的时候，A类IP只算第一段，B类只算第一，二段，C类IP算第一，二，三段。
例：192.168.0.1 255.255.255.0的网络标识为：192.168.0.0
192.168.0.1： 11000000.10101000.00000000.00000001
255.255.255.0：11111111.11111111.11111111.00000000
作与运算：
11000000.10101000.00000000.00000000
结果：192.168.0.0
子网掩码决定了一个子网的计算机数目，简单的算法就是2的M次方。M表示二进制的子网掩码后面0的数目。
例：255.255.255.0
二进制：11111111.11111111.11111111.00000000
后面有8个0,那M就是8,这个子网掩码可以容纳2的8次方（台）电脑，也就是256台，去掉0和255就是254台电脑。
实例：一个公司有530台电脑，组成一个对等网，子网掩码如何设？IP如何设？
子网掩码：
2的M次方=530,求得M=10
那么子网掩码最后为10个0,如此便是：11111111.11111111.11111100.00000000
换成十进制便是：255.255.252.0
再看IP，我们选一个B类IP，例如：188.188.×.×
前两段按B类要随便设就可以，关键是第三段，只要网络标识相同就可以在同一网段就可以，我们先看网络标识：
255.255.252.0：11111111.11111111.11111100.00000000
188.188.×.×： 10111100.10111100.？？？？？？××.××××××××
网络标识： 10111100.10111100.？？？？？？00.00000000
上边×号无论填0和1结果都是0
？处填0和1都一样，我们就全填0,结果便是IP便是：
10111100.10111100.000000××.××××××××，这个IP共有530台电脑，IP最后一段分给254台，一共要分530/254=2.086段，进一法则要分成3段，所以IP地址000000××处分成三个不同的数据即可，例：00000001，00000010，00000011，分别是1，2，3，这样IP地址就确定了188.188.1.×，188.188.2.×，188.188.3.×。
（三）举例
举例1：172.17.0.3/19子网掩码是多少 (借3位)
子网掩码11111111.11111111.11100000.00000000即255.255.224.0
举例2：192.168.6.7/26子网掩码是多少 (借2位)
子网掩码11111111.11111111.11111111.11000000即255.255.255.192
举例3：IP地址172.16.37.95，子网掩码为255.255.224.0，写出网络地址、主机地址和广播地址。
解答：224表示借3位，172.16.37.95→172.16.00100101.95；
网络地址：172.16.00100000.0→172.16.32.0 (主机位全0)
主机地址：0.0.00000101.95→0.0.5.95 (网络位全0)
广播地址：172.16.00111111.255→172.16.63.255 (主机位全1)
练习：写出以下IP地址的网络地址、主机地址和广播地址
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)
请多做课堂练习……。
四、考题(记住方法)
IP地址为126.150.28.57，子网掩码为255.240.0.0，那么地址类别是（），网络地址是（），直接广播地址是（），受限广播地址是（），主机地址是（），子网内的第一个可用IP地址是（），子网内的最后一个可用IP地址是（）
解答：
126.150.28.57/255.240.0.0→126.10010110.28.57
‘叁’ IP地址与子网掩码的关系是什么
子网掩码和ip地址的关系
子网掩码是用来判断任意两台计算机的IP地址是否属于同一子网络的根据。
最为简单的理解就是两台计算机各自的IP地址与子网掩码进行AND运算后，凳颂衫如果得出的结果是相同的，则说明这两台计算机是处于同一个子网络上的，可以进行直接的通讯。
‘肆’ 计算机网络如何计算子网掩码
IP地址是以 网络号 和 主机 号来表示网络上的主机的，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不十分灵活。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24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25位， 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25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？因为当地址的所有主机位都为"0"时，这一地址为子网的网络地址，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。
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定义子网掩码
用于子网掩码的位数决定于可能的子网数目和每个子网的主机数目。在定义子网掩码前，必须弄清楚本来使用的子网数和主机数目。
定义子网掩码的步骤为：
A、确定哪些组地址归我们使用。比如我们申请到的网络号为 “210.73.a.b”，该网络地址为c类IP地址，网络标识为“210.73.a”，主机标识为“b”。
B、根据我们所需的子网数以及将来可能扩充到的子网数，用宿主机的一些位来定义子网掩码。比如我们需要12个子网，将来可能需要16个。用第四个字节的前四位确定子网掩码。前四位都置为“1”，即第四个字节为“11110000”，这个数我们暂且称作新的二进制子网掩码。
C、把对应初始网络的各个位都置为“1”，即前三个字节都置为“1”，则子网掩码的间断二进制形式为：“11111111.11111111.11111111.11110000” 。
D、把这个数转化为间断十进制形式为：“255.255.255.240” 。
计算方式
由于子网掩码的位数决定于可能的子网数目和每个子网的 主机 数目。在定义子网掩码前，必须弄清楚本来使用的 子网 数和 主机 数目。
根据子网数
利用子网数来计算
在求子网掩码之前必须先搞清楚要划分的子网数目，以及每个子网内的所需主机数目。
1)将子网数目转化为 二进制 来表示
2)取得该 二进制 的位数，为 N
3)取得该IP地址的类子网掩码，将其 主机地址 部分的前N位置1 即得出该IP地址划分子网的子网掩码。
如欲将B类IP地址168.195.0.0划分成27个子网：
1)27=11011
2)该 二进制 为五位数，N = 5
3)将B类地址的子网掩码255.255.0.0的 主机地址 前5位置1（B类地址的主机位包括后两个字节，所以这里要把第三个字节的前5位置1），得到 255.255.248.0
即为划分成27个子网的B类IP地址 168.195.0.0的子网掩码（实际上是划成了32-2=30个子网）。
这一段介绍的是旧标准下计算的方法，关于旧的标准后文在介绍，在新标准中则可以先将27减去1，因为计算机是从0开始计算的，从0到27实际上是有28个，所以说如果需要27个就需要将27减去1。
根据主机数
利用主机数来计算
1)将主机数目转化为二进制来表示
2)如果主机数小于或等于254（注意去掉保留的两个IP地址），则取得该主机的 二进制 位数，为 N，这里肯定N<8。如果大于254，则 N>8，这就是说 主机地址 将占据不止8位。
3)使用255.255.255.255来将该类IP地址的 主机地址 位数全部置1，然后从后向前的将N位全部置为 0，即为子网掩码值。
如欲将B类IP地址168.195.0.0划分成若干子网，每个子网内有 主机 700台：
1) 700=1010111100
2)该 二进制 为十位数，N = 10
3)将该B类地址的子网掩码255.255.0.0的 主机地址 全部置1，得到255.255.255.255
然后再从后向前将后10位置0,即为： 11111111.11111111.11111100.00000000
即255.255.252.0。这就是该欲划分成 主机 为700台的B类IP地址168.195.0.0的子网掩码。
子网掩码最直接的作用是判断IP地址与另一个IP地址是否在同一个网段内。
下面先简单看一个电脑上IP的基本配置
IP地址：192.168.0.5
子网掩码：255.255.255.0
默认网关：192.168.0.1
如上的例子，IP地址、子网掩码、默认网关。假如现在上边的电脑A（IP地址192.168.0.5）要给电脑B（IP地址为192.168.0.22）发送数据，首先A将数据发到路由器，路由器经过判断B的地址和A的地址在同一个网段内，然后路由器就将数据直接发送给B。
路由器具体使用子网掩码来判断IP地址是先将这些IP地址和子网掩码都换成二进制，然后按照子网掩码的最长位数的1来比较。
第一步：转换为二进制
A的IP地址：11000000，10101000，00000000，00000101
子网掩码：11111111，11111111，11111111，00000000
B的IP地址：11000000，10101000，00000000，00010110
第二步：按照子网掩码最长1来比较
看上边的内容，子网掩码在左边一共有24位为1，那这样的意思就是如果两个IP地址的前24位都相同的话，那这两个IP地址就是在同一个网段内，看到我红色标记的A和B的地址都相同，那这就说明A和B在同一个网段内。
再看一个例子，如果还是A地址的数据发到C地址，C的IP地址为192.168.56.21
第一步：转换为二进制
A的IP地址：11000000，10101000，00000000，00000101
子网掩码：11111111，11111111，11111111，00000000
C的IP地址：11000000，10101000，00111000，00010101
第二步：按照子网掩码最长1来比较
看上边的A和C，按照子网掩码的要求，如果C的前24位和A的前24位都相同的话，那么A和C才是同一网段的，看上边C的地址，我用蓝色来标注不同的位数，这样A 和C就不在同一个网段内，路由器就不能直接把A要发给C的数据直接经过一个路由器给发送过去，这样路由器就要先将A的数据转发到另外一个路由器（一个不行就继续往下发），然后再发到C上。
问题扩展：
一：上边的例子中子网掩码为255.255.255.0，那么能不能把子网掩码给修改呢，完全可以。
在上边A和C的例子中，如果把子网掩码改成255.255.0.0，再看一下
A的IP地址：11000000，10101000，00000000，00000101
子网掩码：11111111，11111111，00000000，00000000
C的IP地址：11000000，10101000，00111000，00010101
这样A和C就在同一个网段内了
二：扩展子网
在一个公司或者学校内部，已经分配好了网络号，按照内部行政结构的不同，再将网络分配成子网络号。
举例：如果一个公司主机已经分配好的网络按照255.255.0.0的子网掩码来区分主机号，现在由于公司有两个部门，想要按照部门来划分成两个子网络来，那么可以简单的用子网掩码来划分。现在来考虑，有两个部门，按照二进制的做饭，那么只要有一位的数字0和1来区分就可以了。
按照255.255.0.0(11111111，11111111，00000000，00000000)来划分，前边了16位是网络号，按照子网掩码是按照最长1来匹配，那么现在就在17位划分位0和1来区分成两个。那么可以给一个部门的子网掩码划分为255.255.128.0，另一个划分为255.255.0.0，用二进制来比较一下
255.255.0.0：11111111，11111111，00000000，00000000
255.255.128.0：11111111，11111111，10000000，00000000
这样就简单的将两个部门来划分开了
三：路由的时候选择最长1来匹配
路由的时候为什么选择最长1来匹配，理由是这样的：如果是在好几个可以匹配的网段内（还是按照子网掩码）选择最长的那个，可以很快的找到匹配。如果是按照最短的，那么需要匹配的主机就多，还有一种可能是一个路由器转发不了，还要换另一个路由，很可能造成包在网络内循环，最后直至包被丢弃。
四：网关的概念
在开始的例子中提到默认网关的概念，先来看网关的概念。
网关实质上是一个网络通向其他网络的IP地址，网关的IP地址是具有路由功能的设备的IP地址，按照上边的192.168.0.1网关的例子，网关就是有那么一台机子或者是PC机或者是服务器它的IP地址是192.168.0.0，这个设备有路由功能。按照这个理论，一个设备的IP必须和自己的网关在同一个网段内，这是必须的。
说完网关，再说默认网关，默认二字就没有太多解释的了，这里举例说明：网关可能不止一个，有网关一、网关二等等，默认网关就是选择其中之一做为默认值。