IP地址与子网掩码（网络地址与广播地址相关计算）
文章目录
- 一、IP地址
- 1.1 IP地址的概念
- 1.2 IP地址的分类
- 私有地址
- 1.3 IP地址的构成
- 1.4 IP地址查询方式
- 二、子网掩码
- 2.1 子网掩码的概念
- 2.2子网掩码的作用
- 2.3子网掩码换算表
- 三、网络地址
- 四、广播地址
- 五、网络地址与广播地址及相关计算
一、IP地址
1.1 IP地址的概念
概念：IP地址是给每个连接在Internet上的主机分配的一个32bit地址。按照TCP/IP协议规定，IP地址用二进制来表示，每个IP地址长32bit，比特换算成字节，就是4个字节。包括主机地址和网络地址两部分。
所以，IP地址由两部分构成：网络地址+主机地址
**网络号：**用于识别主机所在的网络；
**主机号：**用于识别该网络中的主机。
1.2 IP地址的分类
IP地址分为A、B、C、D、E五类，其中A、B、C类常用，D、E类不常用。
A类范围：1.0.0.1 ~ 126.255.255.254 子网掩码：255.0.0.0
B类范围：128.0.0.1 ~ 191.255.255.254 子网掩码：255.255.0.0
C类范围：192.0.0.1 ~ 223.255.255.254 子网掩码：255.255.255.0
D类范围：224.0.0.1-239.255.255.254 （组播地址）【不区分网络地址与主机地址，无子网掩码】
E类范围：240.0.0.1~255.255.255.254 【不区分网络地址与主机地址，无子网掩码】
注：其中0.X.X.X与127.X.X.X是特殊地址，不能分配使用，127段作为计算机回环测试使用。
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私有地址
在A、B、C类，各取出一段作为私有IP地址，这些地址只能在局域网中使用而不能在互联网上使用，范围如下：
A类私有地址范围： 10.0.0.0~10.255.255.255
B类私有地址范围： 172.16.0.0~172.31.255.255
C类私有地址范围： 192.168.0.0~192.168.255.255
1.3 IP地址的构成
A、B、C三类IP地址的特征：当将IP地址写成二进制形式时，A类地址的第一位总是0，B类地址的前两位总是10，C类地址的前三位总是110。
A类：前1个字节（8位）为网络地址，后3个字节（24位）为主机地址
B类：前2个字节（16位）为网络地址，后2个字节（16位）为主机地址
C类：前3个字节（24位）为网络地址，后1个字节（8位）为主机地址
1.4 IP地址查询方式
第一种方法：查看本机内网（局域网）IP地址
打开命令提示符（WIN+R），输入“ipconfig”命令即可
因为我连接的是WiFi，所以显示的是无限网卡IP地址，如果连接的是网线则查看以太网适配器的IP地址
第二种方法：查看公网IP地址
打开百度，搜索框中输入关键字“IP”并搜索，第一个结果就是你计算机公网IP地址
二、子网掩码
2.1 子网掩码的概念
子网掩码（subnet mask）又叫网络掩码，它是一种用来指明一个IP地址的哪些位标识的是主机所在的子网，以及哪些位标识的是主机的位掩码。子网掩码不能单独存在，必须结合IP地址一起使用。
子网掩码通常有十进制和二级制两种表现形式，255.255.0.0用二进制表示则为1111111.11111111.00000000.00000000，其中，前面2个字节的16位“1”表示网络号，后面2个字节的16位“0”表示主机号。
比如说：当配合IP地址172.20.0.4使用时，则表示该IP地址是B类地址，172.20是网络标识，0.4是主机标识。也即子网掩码AND IP地址的部分是网络标识，子网掩码取反后AND IP地址的部分即为主机标识。
注：子网掩码有两个特殊地址，当子网掩码的主机地址全为0时，表示该网络地址，当子网掩码的主机地址全为1时，表示该网络的广播地址。
2.2子网掩码的作用
子网掩码的作用：
1、是将某个IP地址划分成网络地址和主机地址两部分
2、划分子网
2.3子网掩码换算表
三、网络地址
网络地址：是互联网上的节点在网络中具有的逻辑地址，可对节点进行寻址。IP地址是在互联网上给主机编址的方式，为每个计算机分配一个逻辑地址，这样不但能够对计算机进行识别，还能进行信息共享
四、广播地址
广播地址（Broadcast Address）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。在使用TCP/IP 协议的网络中，主机标识段host ID 为全1 的IP 地址为广播地址，广播的分组传送给host ID段所涉及的所有计算机。例如，对于10.1.1.0 （255.255.255.0 ）网段，其广播地址为10.1.1.255 （255 即为2 进制的11111111 ），当发出一个目的地址为10.1.1.255 的分组（封包）时，它将被分发给该网段上的所有计算机。
五、网络地址与广播地址及相关计算
问题一：192.168.1.10/27，其子网掩码地址是多少？
答：192.168.1.10是一个C类IP地址（C类范围：192.0.0.1 ~ 223.255.255.254）
/27是掩码位，代表这个二进制掩码的前27位是1（C类子网掩码默认为：255.255.255.0）
转化为二进制为：11111111.11111111.11111111.11100000
再转化为十进制为：255.255.255.224
问题二：192.168.1.10/27的地址，计算网络地址和广播地址。
扩展知识：
与运算：（&）
0&0=0；0&1=0；1&0=0；1&1=1
即：两个同时为1，结果为1，否则为0
或运算：（|）
0|0=0； 0|1=1； 1|0=1； 1|1=1；
即 ：参加运算的两个对象，一个为1，其值为1。
异或运算：（^）
运算规则：0^0=0； 0^1=1； 1^0=1； 1^1=0；
即：参加运算的两个对象，如果两个位为“异”（值不同），则该位结果为1，否则为0。
问题三：有两个IP，分别是172.20.0.18与172.20.1.16，子网掩码都是255.255.255.0，试判断这两台主机间是否可以通信。
- 举一反三：那么，如果我们要将这两个IP处在同一子网，应该如何操作？
处在同一子网，那肯定就是要修改子网掩码，使两IP的网络地址相同
通过之前的计算我们可以看出，只需要将子网掩码的“11111111”部分改为“11111110”转换为二进制为254，网络地址就相同了。
所以，新的子网掩码是255.255.254.0
注：因为没有规定主机数量仅要求能互相通信，所以有很多更改方式，例如改成255.255.0.0亦可。但是如果规定了主机数量则必须要按照要求计算子网掩码。
下面我们再来看几个生产环境中经常遇到的问题：
问题四：某网络192.168.1.X，现要划分4个子网，求子网掩码。
问题五：192.168.1.53/24可用主机数为多少？是否够888台设备使用？如够用请写出计算过程，如不够则写出解决方案，并计算出网络地址和广播地址。
