计算机网络IP地址和子网掩码的关系
Posted 尹煜
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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了计算机网络IP地址和子网掩码的关系相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
目录
一、IP地址
了解IP地址扮演的角色有助于明白IP地址的含义乃至IP地址和子网掩码的关系
IP（Internet Protocol—网际互连协议），是TCP/IP体系中的网络层协议，它可以向传输层提供各种协议的信息，例如TCP、UDP等；对下可将IP信息包放到链路层。他最大的作用是网际互连，因此它是统一的国际标准，大家都按这一套来，网际中传输的额资源只有通过IP识别才能找到网关（局域网内部负责人），再通过网卡（MAC地址）进而定位到电脑。简单来说，IP就是位于网络层的一个通用的用来标识网络主机进行通讯的协议。
TCP/IP体系涵盖很广，包括应用层：Telnet、FTP、SMTP等，传输层：UDP、TCP，数据链路层：ARP、RARP，网络层：ICMP、IP、IGMP，每个协议都发挥着重要的作用。
（1）IP地址分类
IP地址是一个32位的二进制数，通常被分割为4个“8位二进制数”。
二进制表示
A类地址分配给规模特别大的网络使用，B类地址分配给一般的中型网络，C类地址分配给小型网络，如局域网，C类地址分配给小型网络，如局域网。
十进制表示及二进制IP地址特征
很多情况下IP地址会以十进制表示，但是大家也不要忘了他的二进制表现形式
（2）IP地址构成
IP地址 = 网络地址 + 主机地址
这儿的IP地址表现形式参考二进制，若从十进制表现形式（例1.0.0.0）来看，点隔开了每个字节（1字节8位），也就是说A类地址第一个字节是网络地址、后三个字节是主机地址。
比如一个C类IP地址：192.168.1.1，那么网络地址：192.168.1.0、主机地址：0.0.0.1
网络地址是子网中最小的地址，主机地址该网段中 主机的地址编号，大家把网络地址想象成街道地址，把主机地址想象成门牌号就容易理解了，两者结合的IP地址就是具体的家庭地址（电脑主机）。
二、子网掩码
子网掩码是一个32位的2进制数 ，它必须结合IP地址一起使用。
子网掩码只有一个作用，就是将某个IP地址划分成“网络地址”和“主机地址”两部分。
其实很多时候，你并不知道这个IP地址究竟是A类、B类还是C类地址，那么子网掩码的作用就出现了，子网掩码通过和IP地址的“与”运算，求出主机地址是多少。
位与（）即如果两个位进行比较两位同时为1，结果才为1，否则结果为0。👇
125 & 7
二进制: 01111101 & 00000111位与比较:
0 1 1 1 1 1 0 1
---------------
0 0 0 0 0 1 1 1
| | | | | | | |
× × × × ×√ × √
| | | | | | | |
0 0 0 0 0 1 0 1结果: 125&7 = 0000 0111 = 5
默认子网掩码
十进制255也就是二进制11111111，1的个数正是缩写的含义，假如子网掩码是254.0.0.0（二进制11111110），那么它的缩写就是/7
计算公式及案例
计算公式：网络地址 = IP & 子网掩码
案例1：
三、广播地址
广播地址是专门用于同时向网络中所有工作站进行发送的一个地址
广播地址是该子网主机地址全1的地址，即子网中最大的地址
比如案例1中的网络地址192.163.0.0（二进制11000000 10100011 00000000 00000000），将其主机地址位置都填上1（二进制11000000 10100011 11111111 11111111），那么他的网络地址就是192.163.255.255（十进制），举个例子，不一定符合现实~
计算方式：广播地址 = (~子网掩码) | 网络地址
这计算公式意思是（子网掩码位取反）或网络地址，需要相关知识，详情见此链接：位运算 看这篇就够了
个人建议形象理解吧，往网络地址的主机地址位置（都是0）填上1即可，下边的案例二算是进阶吧，有需求的同学可以学习下。
案例2：
四、子网容量相关
（1）子网数
根据子网掩码可划分的最大子网数
计算方式：子网数 = 2^(实际子网掩码缩写 - 相应网络类型默认子网掩码缩写)
可想而知，如果实际子网掩码就是默认子网掩码（255.255.255.0—/24），子网数=2^（24-24），也就是说子网数为1（2的0次方）；
如果实际子网掩码为255.255.240.0（11111111 11111111 11111110 00000000—/23） ，子网数=2 ^（24-23），相应的子网数为2 ....
（2）最大主机数
计算方式：最大主机数 = 2^(主机地址的位数)
这儿的位数是指二进制的位数，比如2的二进制为 10，占用2个二进制位，位数是2
假如一个IP地址的主机地址是0.0.0.1（00000000 00000000 00000000 00000001），那么位数是1，最大主机数就是2。
（2）可用主机数
计算方式：可用主机数 = 最大主机数 - 2
由于主机位全为0是网络地址，全为1是广播地址，所以要减2
总结
部分内容参考：详解IP与子网掩码的关系_tulutulu的博客-CSDN博客_子网掩码和ip地址的关系，大家如果有疑问都可以评论提出，有不足之处请大家批评指正，希望能多结识这方面的朋友，共同学习、共同进步。
子网掩码的计算及与子网数主机数关系
转自：https://blog.csdn.net/yinshitaoyuan/article/details/51782330
子网掩码就是将某个IP地址划分成网络地址和主机地址两部分。
子网掩码——屏蔽一个IP地址的网络部分的“全1”比特模式。对于A类地址来说，默认的子网掩码是255.0.0.0；对于B类地址来说默认的子网掩码是255.255.0.0；对于C类地址来说默认的子网掩码是255.255.255.0。
子网掩码是一个32位地址，是与IP地址结合使用的一种技术。它的主要作用有两个，一是用于屏蔽IP地址的一部分以区别网络标识和主机标识，并说明该IP地址是在局域网上，还是在远程网上。二是用于将一个大的IP网络划分为若干小的子网络。
使用子网是为了减少IP的浪费。因为随着互联网的发展，越来越多的网络产生，有的网络多则几百台，有的只有区区几台，这样就浪费了很多IP地址，所以要划分子网。使用子网可以提高网络应用的效率。
通过IP 地址的二进制与子网掩码的二进制进行与运算，确定某个设备的网络地址和主机号，也就是说通过子网掩码分辨一个网络的网络部分和主机部分。子网掩码一旦设置，网络地址和主机地址就固定了。
通过计算机的子网掩码判断两台计算机是否属于同一网段的方法是，将计算机十进制的IP地址和子网掩码转换为二进制的形式，然后进行二进制“与”(AND)计算（全1则得1，不全1则得0），如果得出的结果是相同的，那么这两台计算机就属于同一网段。
1、利用子网数目计算子网掩码
把B类地址172.16.0.0划分成30个子网络，它的子网掩码是多少？
①将子网络数目30转换成二进制表示11110
②统计一下这个二进制的数共有5位
③注意：当二进制数中只有一个1的时候，所统计的位数需要减1（例如：10000要统计为4位）
④将B类地址的子网掩码255.255.0.0主机地址部分的前5位变成1
⑤这就得到了所要的子网掩码（11111111.11111111.11111000.00000000）255.255.248.0。
2、利用主机数目计算子网掩码
把B类地址172.16.0.0划分成若干子网络，每个子网络能容纳500台主机，它的子网掩码是多少？
①把500转换成二进制表示111110100
②统计一下这个二进制的数共有9位
③将子网掩码255.255.255.255从后向前的9位变成0
④这就得到了所要的子网掩码（11111111.11111111.11111110.00000000）255.255.254.0。
3、利用子网掩码计算最大有效子网数
A类IP地址，子网掩码为255.224.0.0，它所能划分的最大有效子网数是多少？
①将子网掩码转换成二进制表示11111111.11100000.00000000.00000000
②统计一下它的网络位共有11位
③A类地址网络位的基础数是8，二者之间的位数差是3
④最大有效子网数就是2的3次方，即最多可以划分8个子网络。
4、利用子网掩码计算最大可用主机数
A类IP地址，子网掩码为255.252.0.0，将它划分成若干子网络，每个子网络中可用主机数有多少？
①将子网掩码转换成二进制表示11111111.11111100.00000000.00000000
②统计一下它的主机位共有18位
③最大可用主机数就是2的18次方减2（除去全是0的网络地址和全是1广播地址），即每个子网络最多有262142台主机可用。
5、利用子网掩码确定子网络的起止地址
B类IP地址172.16.0.0，子网掩码为255.255.192.0，它所能划分的子网络起止地址是多少？
①利用子网掩码计算，最多可以划分4个子网络
②利用子网掩码计算，每个子网络可容纳16384台主机（包括网络地址和广播地址）
③用16384除以256（网段内包括网络地址和广播地址的全部主机数），结果是64
④具体划分网络起止方法如下：
172.16.0.0～172.16.63.255
172.16.64.0～172.16.127.255
172.16.128.0～172.16.191.255
172.16.192.0～172.16.255.255
6、以下是资深人士经验总结的关系表
A类IP地址段：1.0.0.0～126.255.255.255 私有地址段：10.0.0.0～10.255.255.255
B类IP地址段：128.0.0.0～191.255.255.255 私有地址段：172.16.0.0～172.31.255.255
C类IP地址段：192.0.0.0～223.255.255.255 私有地址段：192.168.0.0～192.168.255.255
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