今天來看下IP地址和子網掩碼。

子網掩碼是每個網絡工程師必須要掌握的基礎知識，只有掌握它，才能夠真正理解TCP/IP協議的設置。下邊我們一起來復習復習。

一、IP地址

IP是英文Internet Protocol的縮寫，意思是“網絡之間互連的協議”，也就是為計算機網絡相互連接進行通信而設計的協議。在因特網中，它是能使連接到網上的所有計算機網絡實現相互通信的一套規則，規定了計算機在因特網上進行通信時應當遵守的規則。任何廠家生產的計算機系統，只要遵守IP協議就可以與因特網互連互通。正是因為有了IP協議，因特網才得以迅速發展成為世界上最大的、開放的計算機通信網絡。因此，IP協議也可以叫做“因特網協議”。

互聯網是由許多小型網絡構成的，每個網絡上都有許多主機，這樣便構成了一個有層次的結構。IP地址在設計時就考慮到地址分配的層次特點，將每個IP地址都分割成網絡號和主機號兩部分，以便于IP地址的尋址操作。

IP地址是32位的二進制數值，用于在TCP/IP通訊協議中標記每臺計算機的地址。通常我們使用點式十進制來表示，如192.168.1.5等等。

每個IP地址又可分為兩部分。即網絡號部分和主機號部分：網絡號表示其所屬的網絡段編號，主機號則表示該網段中該主機的地址編號。按照網絡規模的大小，IP地址可以分為A、B、C、D、E五類，其中A、B、C類是三種主要的類型地址，D類專供多目傳送用的多目地址，E類用于擴展備用地址。A、B、C三類IP地址有效范圍如下表：

類別 網絡號 /占位數 主機號 /占位數 用途

A 1～126 / 8 0～255 0～255 1～254 / 24 國家級

B 128～191 0～255 / 16 0～255 1～254 / 16 跨過組織

C 192～223 0～255 0～255 / 24 1～254 / 8 企業組織

隨著互連網應用的不斷擴大，原先的IPv4的弊端也逐漸暴露出來，即網絡號占位太多，而主機號位太少，所以其能提供的主機地址也越來越稀缺，目前除了使用NAT在企業內部利用保留地址自行分配以外，通常都對一個高類別的IP地址進行再劃分，以形成多個子網，提供給不同規模的用戶群使用。

二、什么是子網掩碼

子網掩碼(subnet mask)又叫網絡掩碼、地址掩碼、子網絡遮罩，它是一種用來指明一個IP地址的哪些位標識的是主機所在的子網，以及哪些位標識的是主機的位掩碼。

子網掩碼不能單獨存在，它必須結合IP地址一起使用。子網掩碼只有一個作用，就是將某個IP地址劃分成網絡地址和主機地址兩部分。

子網掩碼是標志兩個IP地址是否同屬于一個子網的，也是32位二進制地址，其每一個為1代表該位是網絡位，為0代表主機位。它和IP地址一樣也是使用點式十進制來表示的。如果兩個IP地址在子網掩碼的按位與的計算下所得結果相同，即表明它們共屬于同一子網中。

在計算子網掩碼時，我們要注意IP地址中的保留地址，即“ 0”地址和廣播地址，它們是指主機地址或網絡地址全為“ 0”或“ 1”時的IP地址，它們代表著本網絡地址和廣播地址，一般是不能被計算在內的。

三、常用的子網掩碼

子網掩碼有數百種，這里只介紹最常用的兩種子網掩碼，它們分別是“255.255.255.0”和“255.255.0.0”。

1. 子網掩碼是“255.255.255.0”的網絡：

最后面一個數字可以在0~255范圍內任意變化，因此可以提供256個IP地址。但是實際可用的IP地址數量是256-2，即254個，因為主機號不能全是“0”或全是“1”。

2. 子網掩碼是“255.255.0.0”的網絡：

后面兩個數字可以在0~255范圍內任意變化，可以提供65536個IP地址。但是實際可用的IP地址數量減2，即65534個。

IP地址的子網掩碼設置不是任意的。如果將子網掩碼設置過大，也就是說子網范圍擴大，那么，根據子網尋徑規則，很可能發往和本地機不在同一子網內的目的機的數據，會因為錯誤的判斷而認為目的機是在同一子網內。

四、子網掩碼的算法

對于無須再劃分成子網的IP地址來說，其子網掩碼非常簡單，即按照其定義即可寫出：如某B類IP地址為 10.14.3.0，無須再分割子網，則該IP地址的子網掩碼為255.255.0.0。如果它是一個C類地址，則其子網掩碼為 255.255.255.0。其它類推，不再詳述。下面我們關鍵要介紹的是一個IP地址，還需要將其高位主機位再作為劃分出的子網網絡號，剩下的是每個子網的主機號，這時該如何進行每個子網的掩碼計算。

一、利用子網數來計算

在求子網掩碼之前必須先搞清楚要劃分的子網數目，以及每個子網內的所需主機數目。

1)將子網數目轉化為二進制來表示

2)取得該二進制的位數，為 N

3)取得該IP地址的類子網掩碼，將其主機地址部分的的前N位置 1 即得出該IP地址劃分子網的子網掩碼。

如欲將B類IP地址168.195.0.0劃分成27個子網：

1)27=11011

2)該二進制為五位數，N = 5

3)將B類地址的子網掩碼255.255.0.0的主機地址前5位置 1，得到 255.255.248.0

即為劃分成 27個子網的B類IP地址 168.195.0.0的子網掩碼。

二、利用主機數來計算

1)將主機數目轉化為二進制來表示

2)如果主機數小于或等于254（注意去掉保留的兩個IP地址），則取得該主機的二進制位數，為 N，這里肯定 N<8。如果大于254，則 N>8，這就是說主機地址將占據不止8位。

3)使用255.255.255.255來將該類IP地址的主機地址位數全部置1，然后從后向前的將N位全部置為 0，即為子網掩碼值。

如欲將B類IP地址168.195.0.0劃分成若干子網，每個子網內有主機700臺：

1) 700=1010111100

2)該二進制為十位數，N = 10

3)將該B類地址的子網掩碼255.255.0.0的主機地址全部置 1，得到255.255.255.255

然后再從后向前將后 10位置0,即為：11111111.11111111.11111100.00000000

即255.255.252.0。這就是該欲劃分成主機為700臺的B類IP地址 168.195.0.0的子網掩碼。

下面列出各類IP地址所能劃分出的所有子網，其劃分后的主機和子網占位數，以及主機和子網的（最大）數目，注意要去掉保留的IP地址(即劃分后有主機位或子網位全為“0”或全為“1”的)：

五、舉例

1、一個主機的IP地址是211.112.18.137，掩碼是255.255.255.224，要求計算這個主機所在網絡的網絡地址和廣播地址。

常規辦法是：

把這個主機地址和子網掩碼都換算成二進制數，兩者進行邏輯與運算后即可得到網絡地址。

另一種方法：

255.255.255.224的掩碼所容納的IP地址有256－224＝32個（包括網絡地址和廣播地址），那么具有這種掩碼的網絡地址一定是32的倍數。而網絡地址是子網IP地址的開始，廣播地址是結束，可使用的主機地址在這個范圍內，因此略小于137而又是32的倍數的只有128，所以得出網絡地址是211.112.18.128。而廣播地址就是下一個網絡的網絡地址減1。而下一個32的倍數是160，因此可以得到廣播地址為211.112.18.159。

2、根據每個網絡的主機數量進行子網地址的規劃和計算子網掩碼。

比如一個子網有10臺主機，那么對于這個子網需要的IP地址是：

10＋1＋1＋1＝13

注意：加的第一個1是指這個網絡連接時所需的網關地址，接著的兩個1分別是指網絡地址和廣播地址。因為13小于16（16等于2的4次方），所以主機位為4位。而

256－16＝240

所以該子網掩碼為255.255.255.240。

如果一個子網有14臺主機，不少人常犯的錯誤是：依然分配具有16個地址空間的子網，而忘記了給網關分配地址。這樣就錯誤了，因為：

14＋1＋1＋1＝17

17大于16，所以我們只能分配具有32個地址（32等于2的5次方）空間的子網。這時子網掩碼為：255.255.255.224

審核編輯：劉清