总结：IP地址、网络地址与子网掩码的理解

一、IP地址

电脑之间要实现网络通信，就必须要有一个合法的ip地址。IP地址=网络地址+主机地址，（又称：网络号和主机号组成）

【注】网络地址也叫做网络位置、网络号、网段、子网IP，都是描述属于哪个子网的同义词。

【注】IP地址和掩码均知道时才能确定主机所在的网段，任意一网段下的主机号不能全为0或全为1，主机号全为0表示该网络段的网络地址，全1是广播地址。

二、案例：理解IP地址的含义

如下图所示,住在北大街的住户要能互相找到对方，必须各自都要有个门牌号，这个门牌号就是各家的地址，门牌号的表示方法为：北大街+XX号。假如1号住户要找6号住户，过程是这样的：1号在大街上喊了一声："谁是6号,请回答."，这时北大街的住户都听到了，但只有6号作了回答，这个喊的过程叫"广播"，北大街的所有用户就是他的广播范围。

假如北大街共有20个用户，那广播地址就是：北大街 21号。也就是说，北大街的任何一个用户喊一声能让"广播地址-1"个用户听到。  

Internet网络中，每个上网的计算机都有一个像上述例子的地址，这个地址就是IP地址，是分配给网络设备的门牌号，为了网络中的计算机能够互相访问。

IP地址 = 网络地址 + 主机地址

假设IP地址是192.168.100.1，这个地址中包含了很多含义。如下所示：
网络地址(相当于街道地址即北大街)：192.168.100.0 
主机地址(相当于各户的门号)：0.0.0.1 
IP地址(相当于住户地址)：网络地址+主机地址=192.168.100.1 
广播地址：192.168.100.255 

三、IP的类型

IP地址由网络标识和主机标志两部分组成。常用的IP地址有A、B、C三类，每类均规定了网络标识和主机标识在32位中所占的位数。

A类地址：0.0.0.0---127.255.255.255

B类地址：128.0.0.0---191.255.255.255

C类地址：192.0.0.0---223.255.255.255

A类地址通常分配给具有大量主机的网络使用，B类地址通常分配给规模中等的网络使用，C类地址通常分配给小型局域网使用。

四、为什么要计算网络地址

一句话，就是让网络中的计算机能够相互通讯。计算网络地址就是判断网络中的计算机在不在同一网络。在就能通，不在就不能通。

先看看最简单的网络。

下图两台计算机是用网线(交叉线)直接将两台计算机连起来的，下面是几种IP地址设置，看看在不同设置下网络是通还是不通。
1、设置1号机的IP地址为192.168.0.1子网掩码为255.255.255.0，2号机的IP地址为192.168.0.200子网掩码为255.255.255.0，这两台计算机就能正常通讯。
2、如果1号机地址不变，将2号机的IP地址改为192.168.1.200子网掩码还是为255.255.255.0，那这两台就无法通讯，因为网络地址不一样，一个是192.168.0，一个是192.168.1
3、设置1号机的IP地址为192.168.0.1，子网掩码为255.255.255.192，2号机的IP地址为192.168.0.200，子网掩码为255.255.255.192，注意和第1种情况的区别在于子网掩码，1为255.255.255.0本例是255.255.255.192，这台计算机就不能正常通讯。

计算网络地址就是判断网络中的计算机在不在同一网络。在就能通，不在就不能通。注意,这里说的在不在同一网络指的是IP地址而不是物理连接。那么如何计算呢 

五、子网掩码

子网掩码用来指明一个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，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。

在IP地址的某个网络标识中，可以包含大量的主机，而实际应用中不可能将这么多的主机连接在单一的网路中，这样给网络寻址和管理带来不便。

为解决这个问题，可以在网络中引入“子网”的概念。

将主机标识域进一步划分为子网标识和主机位标志，通过灵活定义子网标识域的位数，可以控制每个子网的规模。

将一个大型网络划分成相互独立又相互联系的子网后，网络内部各子网便可以独立寻址和管理，各子网间通过跨子网的路由器连接，这样也提高了子网的安全性。

 子网掩码分类

1）缺省子网掩码

即未划分子网，对应的网络号的位都置 1 ，主机号都置 0 。

A 类网络缺省子网掩码： 255.0.0.0

B 类网络缺省子网掩码： 255.255.0.0

C 类网络缺省子网掩码： 255.255.255.0

2 ）自定义子网掩码：

将一个网络划分为几个子网，需要每一段使用不同的网络号或子网号，实际上我们可以认为是将主机号分为两个部分：子网号、子网主机号。 形式如下：

未做子网划分的 IP 地址：网络号＋主机号

做子网划分后的 IP 地址：网络号＋子网号＋子网主机号

也就是说 IP 地址在划分子网后，以前的主机号位置的一部分给了子网号，余下的是子网主机号。

六、如何计算网络地址

上面提到，网络地址就是判断网络中的计算机在不在同一网络。在就能通，不在就不能通。

网络地址是怎么来的？是通过将IP地址和子网掩码地址进行运算得到的。

我们日常生活中的地址如：北大街1号，从字面上就能看出街道地址是北大街，而我们从IP地址中却难以看出网络地址，要计算网络地址，必须借助我们上边提到过的子网掩码。

计算过程是这样的,将IP地址和子网掩码都换算成二进制，然后进行与运算，结果就是网络地址。与运算如下所示，上下对齐，1位1位的算，1与1=1，其余组合都为0。

  

例如:计算IP地址为:202.99.160.50子网掩码是255.255.255.0的网络地址步骤如下: 
1)将IP地址和子网掩码分别换算成二进制 
202.99.160.50 换算成二进制为 11001010·01100011·10100000·00110010 
255.255.255.0 换算成二进制为 11111111·11111111·11111111·00000000 
2)将二者进行与运算 

3)将运算结果换算成十进制,这就是网络地址. 
11001010·01100011·10100000·00000000换算成十进制就是202.99.160.0 

现在我们就可以解答上面三种情况的通与不通的问题了。

1、二台计算机的网络地址都为192.168.0.0且IP地址不同，所以可以通.。

2、1号机的网络地址为192.168.0.0，2号机的网络地址为192.168.1.0，不在一个网络,所以不通。

3、 1号机的网络地址为192.168.0.0，2号机的网络地址为192.168.0.192，不在一个网络,所以不通

七、案例理解

借助网络上的一个案例，具体如下：

从前有一个地主，有256间房子，地主家的门牌号码是“192.168.1”，那么他家第一间房子的门牌号码是192.168.1.0，第二间是192.168.1.1，…第256间的编号是192.168.1.255。

地主老了，需要把256间房子分给4个儿子，平均分配，每个儿子可以分64间。

请来一位先生主持公道，先生这么来操作：
192.168.1.0-192.168.1.63 分给大儿子
192.168.1.64-192.168.1.127 分给二儿子
192.168.1.128 -192.168.1.191 分给三儿子
192.168.1.192-192.168.1.255 分给四儿子

如何来描述四个儿子的子网网段呢？
192.168.1.0/26
192.168.1.64/26
192.168.1.128/26
192.168.1.192/26

/26是什么鬼？
255.255.255.192的二进制是多少？ “11111111-11111111-11111111-11”大家数数一共多少个1？不用数了，是26个1，为了简化子网掩码的表示，用/26代替255.255.255.192。

按位与运算我们来看大儿子的网段192.168.1.0/26是如何得到的？

以大儿子的房间为例：
192.168.1.0-192.168.1.63

二进制表示：
192.168.1.0

11000000.10101000.00000001.00000000

192.168.1.63

11000000.10101000.00000001.00111111

首尾地址完全相同的是多少？
11000000.10101000.00000001.00

数数一共多少位？26位！那么用这个“192.168.1.0/26”就可以表示大儿子所有房间。

对照房间的门牌号码“192.168.1.199”，很显然属于四儿子的。

Q1：一个主机192.168.1.199/26 能否和直连主机192.168.1.200/24 通信？

可以的，因为都是四儿子的房间。

Q2：一个主机192.168.1.199/26 能否和直连主机192.168.1.1/24 通信？ 

不可以，因为一个是大儿子的房间，一个是四儿子的房间，无法直连通信！

参考：IP地址划分子网中 【计算子网掩码、可用地址数、每个划分的子网ip】的方法_Ting1king的博客-CSDN博客