子网划分和计算方法（附习题详解）
目录
一.子网划分
二.IP地址格式
三.IP地址的分类
四.计算网络号
五.子网数，主机容量和有效主机容量的计算方法
总结
一.子网划分
作用
1.计算网络号，通过网络号选择正确的网络设备连接终端设备
1）清楚IP地址四点段点分十进制数和子网掩码，对应的网络号是什么
2）交换机是用来连接相同网络的设备，路由器是用来连接不同网段的设备
网络号一样的，即在相同网段，网络号不一样的，即不同网段
3）计算方法
把十进制数的IP地址换算成二进制数，把子网掩码也由十进制数换算成二进制数，两对二进制数对齐做“与”运算，即可得出网络号。
2.根据网络的规模，可以对局域网（内网）进行网络地址规划
二.IP地址格式
IP地址=网络部分+主机部分
网络部分用来确定终端是不是同一个网段；
主机部分是用来确定终端的容量大小；（这个网段最多可以容纳多少台主机）
同一个部门应该要确保其所有的终端在同一个网段；
规划的主机的数量应该在你的主机部分可容纳的范围内；
一个字节（byte）=8个比特（bit）
IPV4地址是32位二进制数，点分四段十进制数表示
IP地址=网络部分+主机部分=32位
现在用到的IP地址的版本是IPV4（第四个版本），之后将会过渡到IPV6（第六版本），IPV6位数是128位二进制数
因为IPV4全球通用的公网地址已经耗尽，没有办法做到一人一个全球通用的公网IP，所以将会过渡到IPV6，IPV6可以满足一人一个全球通用的公网IP
子网掩码当中连续的1代表了网络部分，连续的0代表了主机部分。
| 子网掩码 | CIDR值 |
| 255.0.0.0 | /8 |
| 255.128.0.0 | /9 |
| 255.192.0.0 | /10 |
| 255.224.0.0 | /11 |
| 255.240.0.0 | /12 |
| 255.248.0.0 | /13 |
| 255.252.0.0 | /14 |
| 255.254.0.0 | /15 |
| 255.255.0.0 | /16 |
| 255.255.128.0 | /17 |
| 255.255.192.0 | /18 |
| 255.255.224.0 | /19 |
| 255.255.240.0 | /20 |
| 255.255.248.0 | /21 |
| 255.255.252.0 | /22 |
| 255.255.254.0 | /23 |
| 255.255.255.0 | /24 |
| 255.255.255.128 | /25 |
| 255.255.255.192 | /26 |
| 255.255.255.224 | /27 |
| 255.255.255.240 | /28 |
| 255.255.255.248 | /29 |
| 255.255.255.252 | /30 |
三.IP地址的分类
IP地址段分为五类：A、B、C、D、E
其中A（超大规模）、B、C三类用于商业用途，D类用于组播，E类用于科研
类别 地址段 二进制表示地址段 默认子网掩码
A 1-126 00000001-01111110 255.0.0.0/8（8是1的个数）
B 128-191 10000000-10111111 255.255.0.0/16
C 192-223 11000000-11011111 255.255.255.0/24
D 224-239 11100000-11101111
E 240-254 11110000-11111110
A类第一位是0，B类前两位是10，C类前三位是110，D类前四位是1110
| 默认子网掩码 | |||||
| A类地址 | 网络地址 | net-id | host-id为全0 | ||
| 默认子网掩码 | 11111111 | 00000000 | 00000000 | 00000000 | |
| 255.0.0.0 | |||||
| B类地址 | 网络地址 | net-id | host-id为全0 | ||
| 默认子网掩码 | 11111111 | 11111111 | 00000000 | 00000000 | |
| 255.255.0.0 | |||||
| C类地址 | 网络地址 | net-id | host-id为全0 | ||
| 默认子网掩码 | 11111111 | 11111111 | 11111111 | 00000000 | |
| 255.255.255.0 | |||||
127-本地网卡环回测试地址
0.0.0.0-所有网段 255.255.255.255-全网广播 X.X.X.255/24-本网段广播
子网掩码分为可变长子网掩码和不可变长子网掩码（固定不变的）
私有地址：只能用于局域网
A:10.0.0.0-10.255.255.255
B:172.16.0.0-172.31.255.255
C:192.168.0.0-192.168.255.255
IP地址用途类别分为私有地址和公有地址
私有地址只能出现在局域网中，且可以重复使用。因为每个局域网都是独立的分支，如果没有在互联网中出现的话，不会影响别的局域网通信。
公有地址出现在局域网中，如果地址重复，将不能正常转发，因为地址必须唯一。
四.计算网络号
给你地址，去求得它的网络号，判断两个设备间数据通信使用什么网络设备
问：192.168.10.250/24和193.168.20.10/24是不是同一个网段？
相同网段间数据通信用交换机，不同网段间数据通信用路由器
计算步骤
1，把IP地址换算成二进制数
2，把子网掩码换算成二进制数，并于IP地址对齐
3，把IP地址和子网掩码做“与”（乘法）运算
4，用“有0出0，全1出1”口诀计算出结果即为网络位/网络号
5，第二个IP网络位/网络号计算方法同上
6.比较两个网络位/网络号是否相同。如果相同即为同一个网段，两两之间间数据通信用交换机，如果不同即不再同一个网段，两两之间数据通信用路由器
192 168 10 250
11000000 ，10111000，00001010，11111010，
255 255 255 0
11111111， 11111111， 11111111， 00000000
11000000， 10111000，00001010，00000000
192 168 10 0
192 168 20 10
11000001，11111000，00010100，00001010
255 255 255 0
11111111， 11111111， 11111111， 00000000
11000001，11111000. 00010100. 00000000
193 168 20 0
因为网络号不一致，所以不在同一个网段，需要用路由器连接
五.子网数，主机容量和有效主机容量的计算方法
给你需求，一共几个部门，每个部门的人数，让你去做地址规划
子网数用来确定默认网络分为几段
主机容量用来确定这个网段可以容纳多少台主机
子网数=2^n(n为网络位借主机位的位数）
主机容量/块大小=2^m(m为剩余主机位数）
有效主机容量=2^m-2(m为剩余主机的位数）（网络标识位和广播地址位是不能用于主机的IP地址的编写的）
例如:192.168.1.0/27-192.168.1.31/27
192.168.1.0/27--网络标识位/网络号--作用是用来标识这个网段的
192.168.1.31/27-广播地址位-作用是用来代表192.168.1.0/27这个网段的全体主机
例题：
A/B类地址算法，
例如：172.16.0.0/20，算出子网前四段划分
此为B类号段，默认是172.16.0.0/16
变成/20，则为第三段上有变化，只变化前四位，由右向左变化
172.16.0000 0000.0/20 → 172.16.0.0/20-172.16.15.255/20
172.16.0001 0000.0/20 → 172.16.16.0/20-172.16.31.255/20
172.16.0011 0000.0/20 → 172.16.32.0/20-172.16.47.255/20
172.16.0100 0000.0/20 → 172.16.48.0/20-172.16.63.255/20
把若干网络合并成一个网段
例如，把192.168.1.0/24，192.168.3.0/24以及192.168.5.0/24合并成一个网络，求网段
192.168.1.0/24→192.168.00000 001.0/24
192.168.3.0/24→192.168.00000 011.0/24
192.168.5.0/24→192.168.00000 101.0/24
可见，相同位数是前5位，网络向主机借了5位。那么网络地址就是192.168.0.0/21。
不等长IP算法
一个公司6个部门，财务部10人，后勤部50人，技术部100人，销售部500人，生产部1000人，人事部20人。
解题思路：从人多部门到人少部门进行规划，分别是生产部》销售部》技术部》后勤部》人事部》财务部
首先生产部1000人，那如果考虑到扩展性，那必须的2^11>1024才够，那IP地址长度得32-11=21位
172.16.0.0/21,
第二段开始172.16.00001000.0/21→172.16.8.0/21，
则可推算出生产部IP地址为172.16.0.0/21-172.16.7.255/21
销售部需要500人，那么2^10>500，所以IP地址长度是32-10=22
它是从172.16.8.0/22开始，第二段开始是172.16.12.0/22
所以销售部地址就是172.16.8.0/22-172.16.11.255/22
技术部为100人，那么2^7>100,保险期间我们放到8，所以IP长度我们可以是32-7=25或者32-8=24
开始是172.16.12.0/25或者172.16.12.0/24
第一种方案：
如果172.16.12.0/24开始那第二段开始是172.16.13.0/24
那么它的地址就是172.16.12.0/24-172.16.12.255/24
后勤部开始地址为172.16.13.0/25，下一段是172.16.13.128/25
所以IP地址范围是172.16.13.0/25-172.16.13.127/25
人事部开始地址是172.16.13.128/26下一段是172.16.13.192/26
所以IP地址范围是172.16.13.128/26-172.16.13.191/26
财务部开始地址是172.16.13.192/26直到172.16.13.255/26
所以IP地址范围是172.16.13.192/26-172.16.13.255/26
2如果172.16.12.0/25开始，第二段开始就是172.16.12.128/25
那么它的地址就是172.16.12.0/25-172.16.12.127/25
后勤部开始地址为172.16.12.128/25，下一段是172.16.13.0/25
所以IP地址范围是172.16.12.128/25-172.16.12.255/25
人事部开始地址是172.16.13.0/26下一段是172.16.13.64/26
所以IP地址范围是172.16.13.128/26-172.16.13.63/26
财务部开始地址是172.16.13.64/26下一段开始172.16.13.128/26
所以IP地址范围是172.16.13.64/26-172.16.13.127/26
所以第一种方案
生产部172.16.0.0/21-172.16.7.255/21
销售部172.16.8.0/22-172.16.11.255/22
技术部172.16.12.0/24-172.16.12.255/24
后勤部172.16.13.0/25-172.16.13.127/25
人事部172.16.13.128/26-172.16.13.191/26
财务部172.16.13.192/26-172.16.13.255/26
第二种方案
生产部172.16.0.0/21-172.16.7.255/21
销售部172.16.8.0/22-172.16.7.255/22
技术部172.16.12.0/25-172.16.12.127/25
后勤部172.16.12.128/25-172.16.12.255/25
人事部172.16.13.0/26-172.16.13.63/26
财务部172.16.13.64/26-172.16.13.127/26
总结
IP地址的格式
A、B、C类IP地址划分
网络号的计算
子网数，主机容量和有效主机容量的计算方法
可变长子网掩码和不可变长子网掩码（固定不变的）的计算方法