计算机网络中的IP地址与子网划分

IP地址分类以及C类IP地址的⼦⽹划分

国际规定：把所有的IP地址划分为 A,B,C,D,E

A类地址:范围从0-127，0是保留的并且表⽰所有IP地址，⽽127也是保留的地址，并且是⽤于测试环回⽤的。因此

A类地址的范围其实是从1-126之间。

如：10.0.0.1，第⼀段号码为⽹络号码，剩下的三段号码为本地计算机的号码。转换为2进制来说，⼀个A类IP地址由1字节的⽹络地址和3 字节主机地址组成，⽹络地址的最⾼位必须是“0”， 地址范围从0.0.0.1 到126.0.0.0。可⽤的A类⽹络有126个，每个⽹络能容纳1亿多个主机（2的24次⽅的主机数⽬）。

以⼦⽹掩码来进⾏区别：：255.0.0.0.

B类地址：范围从128-191，如172.168.1.1，第⼀和第⼆段号码为⽹络号码，剩下的2段号码为本地计算机的号码。转换为2进制来说，⼀个B类IP地址由2个字节的⽹络地址和2个字节的主机地址组成，⽹络地址的最⾼位必须是“10”，地址范围从128.0.0.0到191.255.255.255。可⽤的B类⽹络有16382个，每个⽹络能容纳6万多个主机 。

以⼦⽹掩码来进⾏区别：255.255.0.0

C类地址：范围从192-223，如192.168.1.1，第⼀，第⼆，第三段号码为⽹络号码，剩下的最后⼀段号码为本地计算机的号码。转换为2进制来说，⼀个C类IP地址由3字节的⽹络地址和1字节的主机地址组成，⽹络地址的最⾼位必须是“110”。范围从192.0.0.0到223.255.255.255。C类⽹络可达209万余个，每个⽹络能容纳254个主机。

以⼦⽹掩码来进⾏区别： 255.255.255.0

D类地址：范围从224-239，D类IP地址第⼀个字节以“1110”开始，它是⼀个专门保留的地址。它并不指向特定的⽹络，⽬前这⼀类地址被⽤在多点⼴播（Multicast）中。多点⼴播地址⽤来⼀次寻址⼀组计算机，它标识共享同⼀协议的⼀组计算机。

1 5.1 子网划分

5.1.1 为什么要划分子网

如果你的单位申请获得一个B类网络地址172.50.0.0，你们单位的所有主机的IP地址就将在这个网络地址里分配。如172.50.0.1、172.50.0.2、172.50.0.3…。那么这个B类地址能为多少台主机分配IP地址呢？我们看到，一个B类IP地址有两个字节用作主机地址编码，因此可以编出216-2个，即六万多个IP地址码。（计算IP地址数量的时候减2，是因为网络地址本身172.50.0.0和这个网络内的广播IP地址172.50.255.255不能分配给主机。）

能想象六万多台主机在同一个网络内的情景吗？它们在同一个网段内的共享介质冲突和它们发出的类似ARP这样那样的广播会让网络根本就工作不起来。

因此，需要把172.50.0.0网络进一步划分成更小的子网，以在子网之间隔离介质访问冲突和广播报。

将一个大的网络进一步划分成一个个小的子网的另外一个目的是网络管理和网络安全的需要。我们总是把财务部、档案部的网络与其它网络分割开来，外部进入财务部、档案部的数据通讯应该受到限制才对。

我们来假设172.50.0.0这个网络地址分配给了铁道部，铁道部网络中的主机IP地址的前两个字节都将是172.50。铁道部计算中心会将自己的网络划分成郑州机务段、济南机务段、长沙机务段…等铁道部的各个子网。这样的网络层次体系是任何一个大型网络需要的。

下面是，郑州机务段、济南机务段、长沙机务段…等各个子网的地址是什么呢？怎么样能让主机和路由器分清目标主机在哪个子网中呢？这就需要给每个子网分配子网的网络IP地址。

通行的解决方法是将IP地址的主机编码分出一些位来挪用为子网编码。

我们可以在172.50.0.0地址中，将第3个字节挪用出来表示各个子网，而不再分配给主机地址。这样，我们可以用172.50.1.0表示郑州机务段的子网，172.50.2.0分配给济南机务段作为该子网的网络地址，172.50.3.0分配给长沙机务段作为长沙机务段子网的网络地址。于是，172.50.0.0网络中有172.50.1.0、172.50.2.0、172.50.3.0…等子网。

韩⽴刚计算机⽹络笔记-第05章IP地址和⼦⽹划分第05章 IP地址和⼦⽹划分5.1 学习IP地址预备知识

5.1.1 ⼆进制和⼗进制

⼆进制 ⼗进制

1000 0000 128

1100 0000 192

1110 0000 224

1111 0000 240

1111 1000 248

1111 1100 252

1111 1110 254

1111 1111 255

画⼀个0-255的数轴帮你记忆关键数值

5.1.2 ⼆进制数的规律

能够被2整除的数，写成⼆进制形式，后⼀位是0。如果余数是1，则最后⼀位是1。

能够被4整除的数，写成⼆进制形式，后两位是00。如果余数是2，那就把2写成⼆进制，后两位10。

能够够8整除的数，写成⼆进制形式，最后三位是000。如果余5，就把5写成位⼆进制，后三位101。

能够被16整除的数，写成⼆进制形式，最后四位都是0000。如果余6，就把6写成⼆进制，最后四位0110。

817⼆进制后3位，除以8余1，最后三位位001

后2位除4，后4位除16

5.2 理解IP地址

5.2.1 MAC地址和IP地址

数据包的⽬标IP地址决定了数据包最终到达哪⼀个计算机，⽽⽬标MAC地址决定了该数据包下⼀跳由哪个设备接收，不⼀定是终点。

5.2.2 IP地址的组成

路由器使⽤⽹段第⼀个地址

32位的⼆进制作为IP地址，其分为两部分，⽹络部分和主机部分。就像电话号码有区号和电话号⼀样。

计算机的IP地址也有两部分组成，⼀部分为⽹络标识，⼀部分为主机标识，同⼀⽹段的计算机⽹络部分相同，路由器连接不同⽹段，负责不同⽹段之间的数据转发，交换机连接的是同⼀⽹段的计算机。

计算机在和其他计算机通信之前，⾸先要判断⽬标IP地址和⾃⼰的IP地址是否在⼀个⽹段，这决定了数据链层的⽬标MAC地址是⽬标计算机的还是路由器接⼝的MAC地址。

5.2.3 IP地址格式

IP地址⽤32位⼆进制来表⽰，也就是32⽐特，换算成字节，就是4个字节。

这些位通常被分割为4个部分，每⼀部分8位⼆进制，中间使⽤符号“.”分开，分成4部分的⼆进制地址，10101100.00010000.00011110.00111000， IP地址经常被写成⼗进制的形式，于是，上⾯的IP地址可以表⽰为“172.16.30.56”。IP地址的这种表⽰法叫做“点分⼗进制表⽰法”。

⼦⽹划分及⼦⽹掩码计算⽅法

⼀、⼦⽹掩码的概述及作⽤

1. ⼦⽹掩码是⼀个应⽤于TCP/IP⽹络的32位⼆进制值，每节8位，必须结合IP地址对应使⽤。

2. ⼦⽹掩码32位都与IP地址32位对应，如果某位是⽹络地址，则⼦⽹掩码为1，否则为0。

3. ⼦⽹掩码可以通过与IP地址“与”计算，分离出IP地址中的⽹络地址和主机地址，⽤于判断该IP地址是在局域⽹上，还是在⼴域⽹上。

4. ⼦⽹掩码⼀般⽤于将⽹络进⼀步划分为若⼲⼦⽹，以避免主机过多⽽拥堵或过少⽽IP浪费。

⼆、为什么要使⽤⼦⽹掩码？

⼦⽹掩码可以分离出IP地址中的⽹络地址和主机地址，那为什么要分离呢？因为两台计算机要通讯，⾸先要判断是否处于同⼀个⼴播域内，

即⽹络地址是否相同。如果⽹络地址相同，表明接受⽅在本⽹络上，那么可以把数据包直接发送到⽬标主机，否则就需要路由⽹关将数据包

转发送到⽬的地。

三、⼦⽹掩码的分类

1）缺省⼦⽹掩码：

(未划分⼦⽹)

⼦⽹掩码32位与IP地址32位对应,如果某位是⽹络地址，则⼦⽹掩码为1，否则为0。例如A类IP地址，第⼀节为⽹络地址，其余三节为主机地

址，故掩码为“11111111.00000000.00000000.00000000”

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：

(⽤于划分⼦⽹)

将⼀个⽹络划分为若⼲⼦⽹，希望每个⼦⽹拥有不同的⽹络地址或⼦⽹地址。因为IP是有限的，实际上我们是将主机地址分为两个部分：⼦

⽹⽹络地址、⼦⽹主机地址。 形式如下：

未做⼦⽹划分的ip地址：⽹络地址＋主机地址

做⼦⽹划分后的ip地址：⽹络地址＋（⼦⽹⽹络地址＋⼦⽹主机地址）

四、⼦⽹掩码和ip地址的关系

⼦⽹掩码是⽤来判断任意两台计算机的IP地址是否属于同⼀⼦⽹络的根据。具体说就是两台计算机各⾃的IP地址与⼦⽹掩码进⾏“与”运算

后，如果得出的结果是相同的，则说明这两台计算机是处于同⼀个⼦⽹络上的，可以进⾏直接的通讯。