IP地址、子网掩码的规划及其计算方法
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2025-01-16 11:10
辽宁
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IP地址是互联网协议地址，用于唯一标识网络中的每个设备。它由32位二进制数字组成，通常表示为四个十进制数（即点分十进制），每个数代表8位二进制，范围从0到255。例如，192.168.1.1表示一个典型的私有IPv4地址。![]()
子网掩码用来区分IP地址中的网络部分和主机部分。对于标准的A类、B类和C类地址，默认的子网掩码分别是255.0.0.0、255.255.0.0 和 255.255.255.0。子网掩码同样由32位二进制构成，其中连续的一串“1”对应于网络地址，“0”则对应于主机地址。通过将IP地址与子网掩码进行逻辑“与”运算，可得到该IP地址所属的网络地址。当使用CIDR（无类别域间路由）表示法时，斜杠后的数字表示网络前缀长度，即多少位被用来定义网络地址。比如，/24意味着前24位用于网络地址，剩下的8位用于主机地址。如果在一个C类地址上增加了额外的网络位，则可通过2^n公式来计算新的子网数量，这里的n是指增加的网络位数目。可用主机数取决于主机位的数量，计算公式为2^h - 2，其中h为主机位的数量。减去2是因为每个子网的第一个地址是网络地址，最后一个地址是广播地址，这两个地址不能分配给主机使用。广播地址是指在同一子网内所有主机都能接收到消息的一个特殊地址。它是通过将网络地址的主机位全部置为1来获得的。具体来说，就是对网络地址执行按位或操作，并用子网掩码的反码作为第二个操作数。假设我们有一个C类地址192.168.1.0/24，现在想要创建两个子网。由于默认情况下C类地址有8位主机位，我们需要借用一位来创建两个子网，因此新的子网掩码变为255.255.255.128 或 /25。这样就形成了两个子网：可用主机范围：192.168.1.1 至 192.168.1.126可用主机范围：192.168.1.129 至 192.168.1.254如果我们有一个B类地址172.16.0.0/16，并且需要创建更多的子网以适应增长的需求。我们可选择借用更多的主机位来创建更细粒度的子网。例如，如果我们借用6位主机位，则新的子网掩码将是255.255.252.0 或 /22。这将产生2^6 = 64个子网，每个子网有2^(16-6)-2=1022个可用主机地址。子网掩码：如255.255.255.0 或者用CIDR表示为/24。网络地址：子网中最小的有效IP地址，通常是以全零结尾的地址。广播地址：子网中最大的有效IP地址，通常是全一结尾的地址。可用主机范围：除去网络地址和广播地址之外的所有地址，它们可分配给实际的网络设备。![]()
假设我们有C类地址192.168.1.0/24，现在需要创建更多的子网来支持不同的部门或工作组。为了创建更多的子网，我们可以继续借用主机位。例如，如果我们借用3位主机位，则新的子网掩码将是255.255.255.224 或 /27。这将产生2^3 = 8个子网，每个子网有2^(8-3)-2=30个可用主机地址。可用主机范围：192.168.1.1 至 192.168.1.30可用主机范围：192.168.1.33 至 192.168.1.62可用主机范围：192.168.1.65 至 192.168.1.94可用主机范围：192.168.1.97 至 192.168.1.126可用主机范围：192.168.1.129 至 192.168.1.158可用主机范围：192.168.1.161 至 192.168.1.190可用主机范围：192.168.1.193 至 192.168.1.222可用主机范围：192.168.1.225 至 192.168.1.254这种划分方式非常适合于那些需要多个小规模子网的环境，比如办公楼层或者小型企业内部的不同部门。![]()
对于大型组织来说，会使用A类地址（如10.0.0.0/8），它提供了大量的IP地址空间。如果我们想要创建更细粒度的子网，可大幅度地借用主机位。例如，如果我们借用16位主机位，则新的子网掩码将是255.255.255.0 或 /24。这将产生2^16 = 65,536个子网，每个子网有2^8-2=254个可用主机地址。可用主机范围：10.0.0.1 至10.0.0.254子网划分后的最后一个子网：10.255.255.0/24可用主机范围：10.255.255.1 至 10.255.255.254这种方法适用于非常大的网络，能够提供极其精细的控制和管理，同时确保足够的灵活性以适应未来的需求增长。例如，在一个公司里，某些部门只需要几十台计算机，而其他部门则需要几百台甚至更多。在这种情况下，根据具体需求灵活调整子网大小。比如，对于只需要30台主机的小型部门，选择/27的子网掩码；而对于需要超过200台主机的大型部门，则可选择/24的子网掩码。这样既能满足不同部门的需求，又不会浪费过多的IP地址资源。![]()
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