IP地址與子網掩碼

一般考試中都會給定一個IP地址和對應的子網掩碼，讓你計算
1、子網數目
2、網絡號
3、主機號
4、廣播地址
5、可用IP地址范圍
碰到這類題，我們應該怎么樣來解題呢。方法如下：

首先，不要管這個IP是A類還是B類還是C類，IP是哪一類對于解題是沒有任何意義的，因為在很多題中B類掩碼和A類或是C類網絡一起出現，不要把這認為是一個錯誤，很多時候都是這樣出題的。

其次，應該知道以下幾點：

1、明確“子網”的函義：

子網就是把一個大網劃分為幾個小網，每個小網的IP地址數目都是一樣多的。這個小網就叫做這個大網的子網。大網可以是A類大網，也可以是B類大網，還可能是C類大網。
A類大網中容納了2的24次方個IP地址，即16777216個IP地址；B類大網中容納著2的16次方個IP地址，即65536個IP地址；C類大網中容納著2的8次方個IP地址，即256個IP地址。

如果把B類大網劃分為32個小網，那么每個小網的IP地址數目就是65536/32=2048；如果把C類大網劃分為32個小網，那么每個小網的IP地址數目就是256/32=8。

2、明確“掩碼”的函義：

掩碼的作用就是用來告訴電腦把“大網”劃分為多少個“小網”! 好多書上說，掩碼是用來確定IP地址所在的網絡號，用來判斷另一個IP是不是與當前IP在同一個子網中。這也對，但是對于我們做題來說，意義不大。我們要明確：掩碼的作用就是用來告訴電腦把“大網”劃分為多少個“小網”! 掩碼是用來確定子網數目的依據！

3、牢記各類網絡的默認掩碼

A類網絡的默認掩碼是255.0.0.0，換算成二進制就是11111111.00000000.00000000.00000000；默認掩碼意味著沒有將A類大網再劃分為若干個小網。掩碼中的1表示網絡號，24個0表示在網絡號確定的情況下（用二進制表示的IP地址的左邊8位固定不變），用24位二進制數來表示IP地址的主機號部分。（IP地址是由網絡號+主機號兩部分構成）B類網絡的默認掩碼是255.255.0.0，換算成二進制就是11111111.11111111.00000000.00000000；默認掩碼意味著沒有將B類大網再劃分為若干個小網。16個0表示在網絡號確定的情況下（用二進制表示的IP地址的左邊16位固定不變）可以用16位二進制數來表示IP地址的主機號部分。（可以把B類默認掩碼理解為是將A類大網劃分為2的8次方(即256）個小網）C類網絡的默認掩碼是255.255.255.0，換算成二進制就是11111111.11111111.11111111.00000000；默認掩碼意味著沒有將C類大網再劃分為若干個小網。這里的8個0表示在網絡號確定的情況下（用二進制表示的IP地址的左邊24位固定不變），可以用8位二進制數來表示IP地址的主機部分。（可以把C類默認掩碼理解為是將A類大網劃分為2的16次方(即65536）個小網，是將B類大網劃分為2的8次方（即256）個小網）

4、關于正確有效的掩碼：

正確有效的掩碼應該滿足一定的條件，即把十進制掩碼換算成二進制后，掩碼的左邊部分一定要是全為1且中間不能有0出現。比方說將255.255.248.0轉為二進制是11111111.11111111.11111000.00000000，可以看到左邊都是1，在1的中間沒有0出現（0都在1的右邊），這樣就是一個有效的掩碼。我們再來看254.255.248.0，轉成二進制是11111110.11111111.11111000.00000000，這不是一個正確有效的掩碼，因為在1中間有一個0的存在。再來看255.255.249.0，轉為二進制是11111111.11111111.11111001.00000000，這也不是一個正確有效的掩碼，因為在1中間也有0的存在。

5、關于子網掩碼的另類表示法：

有些題目中不是出現如255.255.248.0這樣的子網掩碼，而是出現 IP地址/數字 這樣的形式，這里的/數字就是子網掩碼的另類表示法。在做題時，我們要正確理解這種另類表示法。我們將255.255.248.0轉為二進制的形式是 11111111.11111111.11111000.00000000，可以看到左邊是有21個1，所以我們可以將255.255.248.0這個掩碼表示為/21。反過來，當我們看到/21時，我們就把32位二進制的左邊填上21個1，將這個32位二進制數每8位做為一節用句點隔開，再轉換為十進制，就是255.255.248.0了。

6、網絡中有兩個IP地址不可用：

不管是A類還是B類還是C類網絡，在不劃分子網的情況下，都是有兩個IP地址不可用的：網絡號和廣播地址。比如在一個沒有劃分子網的C類大網中用202.203.34.0來表示網絡號，用202.203.34.255來表示廣播地址，因為C類大網的IP地址有256個，現在減去這兩個IP地址，那么可用的IP地址就只剩下256-2=254個了。如果題目問：把一個C類大網劃分為4個子網，會增加多少個不可用的IP地址？可以這樣想：在C類大網不劃分子網時，有兩個IP地址不可用；現在將C類大網劃分為4個子網，那么每個子網中都有2個IP地址不可用，所以4個子網中就有8個IP地址不可用，用8個IP地址減去沒劃分子網時的那兩個不可用的IP地址，得到結果為6個。所以在將C類大網劃分為4個子網后，將會多出6個不可用的IP地址。

7、根據掩碼來確定子網的數目

首先看題中給出的掩碼是屬于哪個默認掩碼的“范圍”內，這樣我們就可以知道是對A類還是B類還是C類大網來劃分子網。比方說202.117.12.36/30，我們先把/30這種另類的掩碼表示法轉換為我們習慣的表示法： 11111111.11111111.11111111.11111100，轉為十進制是255.255.255.252。我們可以看到，這個掩碼的左邊三節與C類默認掩碼相同，只有第四節與C類默認掩碼不同，所以我們認為255.255.255.252這個掩碼是在C類默認掩碼的范圍之內的，意味著我們將對C類網絡進行子網劃分。因為C類網絡的默認掩碼是255.255.255.0，將C類默認掩碼轉換為二進制是11111111.11111111.11111111.00000000,這里的8個0表示可以用8位二進制數來表示IP地址，也就是說C類大網中可有2的8次方個IP地址，也就是256個IP地址。這道題中的掩碼的最后一節是252，轉換為二進制是11111100，因為1表示網絡號，所以111111就表示將C類大網劃分為（111111）2進制個子網。將111111轉換為十進制是64，所以就表示將C類大網劃分為64個子網，每個子網的IP地址數目是256/64=4，去除子網中的第一個表示子網號的IP地址和最后一個表示廣播地址的IP地址，子網中的可分配的IP地址數目就是子網中的總的IP地址數目再減去2，也就是4-2=2個。

8、綜合實例：

已知172.31.128.255/18，試計算：

1、子網數目,

2、網絡號，

3、主機號，

4、廣播地址，

5、可分配IP的起止范圍

解：

1、             算子網數目

首先將/18換成為我們習慣的表示法:

11111111.11111111.11000000.000000轉為十進制就是255.255.192.0，可以看到這個掩碼的左邊兩節和B類默認掩碼是一致的，所以這個掩碼是在B類默認掩碼的范圍內，意味著我們將對B類大網進行子網劃分。B類掩碼默類是用16位(16個0)來表示可分配的IP地址，本題中的掩碼在B類默認掩碼的基礎上多出了兩個表示網絡號的1，這就是說是將B類大網劃分為(11)2進制個子網，將(11)2進制轉換為十進制就是4，所以本題中是將B類大網劃分為4個子網。

2、             算網絡號

用公式：將IP地址的二進制和子網掩碼的二進制進行“與”（and）運算，得到的結果就是網絡號。“與運算”的規則是1和1得1，0和1得0，1和0得0。172.31.128.255轉為二進制是10101100.00011111.10000000.11111111，掩碼是：11111111.11111111.11000000.00000000所以：
10101100.00011111.10000000.11111111
11111111.11111111.11000000.00000000
10101100.00011111.10000000.00000000
將10101100.00011111.10000000.00000000轉換為十進制就是172.31.128.0，所以網絡號是172.31.128.0

3、             算主機號

也用公式：用IP地址的二進制和（子網掩碼的二進制的反碼）進行“與”運算，得到的結果就是主機號。反碼就是將原本是0的變為1，原本是1的變為0。由于掩碼是11111111.11111111.11000000.00000000所以其反碼表示為00000000.00000000.00111111.11111111，再將IP地址的二進制和掩碼的反碼表示法進行“與”運算：
10101100.00011111.10000000.11111111
00000000.00000000.00111111.11111111
00000000.00000000.00000000.11111111
將00000000.00000000.00000000.11111111轉換為十進制是0.0.0.255，我們將左邊的0去掉，只留右邊的數字，所以我們說這個IP的主機號是255。主機號是表示網絡號再加上255就是這個IP地址了。

4、             算廣播地址

也用公式：在得到網絡號的基礎上，將網絡號右邊的表示IP地址的主機部分的二進制位全部填上1，再將得到的二進制數轉換為十進制數就可以得到廣播地址。因為本題中子網掩碼是11111111.11111111.11000000.00000000，網絡號占了18位，所以本題中表示IP地址的主機部分的二進制位是14位，我們將網絡號172.31.128.0，轉換為二進制是10101100.00011111.10000000.00000000，然后從右邊數起，將14個0全部替換為1，即：10101100.00011111.10111111.11111111，這就是這個子網的廣播地址的二進制表示法。將這個二進制廣播地址轉換為十進制就是172.31.191.255

5、             算可用IP地址范圍

因為網絡號是172.31.128.0，廣播地址是172.31.191.255，所以子網中可用的IP地址范圍就是從網絡號+1 到廣播地址-1，所以子網中的可用IP地址范圍就是從172.31.128.1-172.31.191.254。