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网络号 IP地址 子网掩码如何计算

撸了今年阿里、腾讯和美团的面试,我有一个重要发现.......>>

1.Internet上每一台计算机都有唯一的地址来标识它的身份,即IP地址,使用域名其实也是要转化为IP地址的。

2.IP地址分类:
A类:000~127,默认子网掩码:255.0.0.0
B类:128~191,默认子网掩码:255.255.0.0
C类:192~223,默认子网掩码:255.255.255.0
D类:224~239
E类:240~255
 

3.假设现有一IP地址180.210.242.131,即10110100.11010010.11110010.10000011
     同时指定子网掩码为255.255.248.0  即11111111.11111111.11111000.00000000,则


网络号:两者进行与运算,即10110100.11010010.11110000.00000000(180.210.240.0)
主机号:子网掩码取反再和IP做与运算,即00000000.00000000.00000010.10000011(0.0.2.131)
子网号:这个IP本来是B类地址,默认的子网掩码是255.255.0.0,所以本来的网络号是16位,但它实际网络号是21位,就是借了5位网络位,所以可以划分2^5个子网,即32个,实际使用30个,这个网段可以容纳主机2^11个,即2048个,有效2046个一头一尾分别做网络号和广播。

 

IP地址被用来给Internet上的电脑一个编号。大家日常见到的情况是每台联网的PC上都需要有IP地址,才能正常通信。我们可以把“个人电脑”比作“一台电话”,那么“IP地址”就相当于“电话号码”,而Internet中的路由器,就相当于电信局的“程控式交换机”。 
IP地址是一个32位的二进制数,通常被分割为4个“8位二进制数”(也就是4个字节)。IP地址通常用“点分十进制”表示成(a.b.c.d)的形式,其中,a,b,c,d都是0~255之间的十进制整数。例:点分十进IP地址(100.4.5.6),实际上是32位二进制数(01100100.00000100.00000101.00000110)。

A类,B类,C类

概念    特征    网络范围    默认掩码
A类地址    第1个8位中的第1位始终为0    0-127.x.x.x    255.0.0.0/8
B类地址    第1个8位中的第1、2位始终为10    128-191.x.x.x    255.255.0.0/16
C类地址    第1个8位中的第1、2、3位始终为110    192-y.x.x.x    255.255.255.0/24
特殊

D类 以1110开始 用于组播 
E类 以11110开始 用于科研保留

范围上划分有些要注意的: 
A类 从1.0.0.0 到126.255.255.255 
B类 从128.0.0.0到191.255.255.255 
C类 从192.0.0.0到223.255.255.255 
其中172.x.x.x段地址空间是被保留的回环地址

IP地址包含 网络地址+主机地址,即IP地址=网络地址+主机地址

网络地址: 
1、如果是192的C段地址,那么,网络地址就是:192.168.1.0,地址掩码是:255.255.255.0。 
2、如果地址掩码是:255.255.0.0,那么网络地址就是:192.168.0.0。 
3、网络地址很大一部分是由地址掩码决定的。 
主机地址:

如IP地址是202.112.14.137,掩码是255.255.255.224 ,

网络地址是202.112.14.128,子网号是128。

主机地址是202.112.14.137 。

子网掩码

子网掩码(subnet mask)又叫网络掩码、地址掩码、子网络遮罩,它是一种用来指明一个IP地址的哪些位标识的是主机所在的子网,以及哪些位标识的是主机的位掩码。

子网掩码不能单独存在,它必须结合IP地址一起使用。子网掩码只有一个作用,就是将某个IP地址划分成网络地址和主机地址两部分。 
子网掩码是一个32位地址,用于屏蔽IP地址的一部分以区别网络标识和主机标识,并说明该IP地址是在局域网上,还是在远程网上。

子网掩码——屏蔽一个IP地址的网络部分的“全1”比特模式。对于A类地址来说,默认的子网掩码是255.0.0.0;对于B类地址来说默认的子网掩码是255.255.0.0;对于C类地址来说默认的子网掩码是255.255.255.0。

通过子网掩码,就可以判断两个IP在不在一个局域网内部。

子网掩码可以看出有多少位是网络号,有多少位是主机号

网关

网关(Gateway)又称网间连接器、协议转换器。默认网关在网络层上以实现网络互连,是最复杂的网络互连设备,仅用于两个高层协议不同的网络互连。网关的结构也和路由器类似,不同的是互连层。网关既可以用于广域网互连,也可以用于局域网互连

网关实质上是一个网络通向其他网络的IP地址。

比如有网络A和网络B,网络A的IP地址范围为“192.168.1.1~192. 168.1.254”,子网掩码为255.255.255.0;网络B的IP地址范围为“192.168.2.1~192.168.2.254”,子网掩码为255.255.255.0。

在没有路由器的情况下,两个网络之间是不能进行TCP/IP通信的,即使是两个网络连接在同一台交换机(或集线器)上,TCP/IP协议也会根据子网掩码(255.255.255.0)判定两个网络中的主机处在不同的网络里。

而要实现这两个网络之间的通信,则必须通过网关。如果网络A中的主机发现数据包的目的主机不在本地网络中,就把数据包转发给它自己的网关,再由网关转发给网络B的网关,网络B的网关再转发给网络B的某个主机。

所以说,只有设置好网关的IP地址,TCP/IP协议才能实现不同网络之间的相互通信。那么这个IP地址是哪台机器的IP地址呢?网关的IP地址是具有路由功能的设备的IP地址,具有路由功能的设备有路由器、启用了路由协议的服务器(实质上相当于一台路由器)、代理服务器(也相当于一台路由器)。

广播地址(Broadcast Address)

广播地址(Broadcast Address)是专门用于同时向网络中所有工作站进行发送的一个地址。

在使用TCP/IP 协议的网络中,主机标识段host ID 为全1 的IP 地址为广播地址,广播的分组传送给host ID段所涉及的所有计算机。例如,对于10.1.1.0 (255.255.255.0 )网段,其广播地址为10.1.1.255 (255 即为2 进制的11111111 ),当发出一个目的地址为10.1.1.255 的分组(封包)时,它将被分发给该网段上的所有计算机。

根据IP地址和子网掩码求 网络地址 和 广播地址

将IP地址和子网掩码换算为二进制,子网掩码连续全1的是网络地址,后面的是主机地址,虚线前为网络地址,虚线后为主机地址

IP地址和子网掩码进行与运算,结果是网络地址(即主机号全0是网络地址)

将运算结果中的网络地址不变,主机地址变为1,结果就是广播地址

地址范围就是含在本网段内的所有主机

网络地址+1即为第一个主机地址,广播地址-1即为最后一个主机地址, 
由此可以看出地址范围是: 网络地址+1 至 广播地址-1

主机的数量=2^二进制位数的主机-2
减2是因为主机不包括网络地址和广播地址。

示例 
一个主机的IP地址是202.112.14.137,掩码是255.255.255.224,要求计算这个主机所在网络的网络地址和广播地址

根据子网掩码可以分割网络号+主机号

255.255.255.224 转二进制:

11111111 11111111 11111111 11100000

网络号有27位,主机号有5位

网络地址就是:把IP地址转成二进制和子网掩码进行与运算

11001010 01110000 00001110 10001001

IP地址&子网掩码

<code class="hljs haml has-numbering" style="display: block; padding: 0px; color: inherit; box-sizing: border-box; font-family: 'Source Code Pro', monospace;font-size:undefined; white-space: pre; border-radius: 0px; word-wrap: normal; background: transparent;">11001010 01110000 00001110 10001001

11111111 11111111 11111111 11100000

-<span class="ruby" style="box-sizing: border-box;">-----------------------------------------------------
</span>
11001010 01110000 00001110 10000000</code><ul class="pre-numbering" style="box-sizing: border-box; position: absolute; width: 50px; top: 0px; left: 0px; margin: 0px; padding: 6px 0px 40px; border-right-width: 1px; border-right-style: solid; border-right-color: rgb(221, 221, 221); list-style: none; text-align: right; background-color: rgb(238, 238, 238);"><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">1</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">2</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">3</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">4</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">5</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">6</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">7</li></ul><ul class="pre-numbering" style="box-sizing: border-box; position: absolute; width: 50px; top: 0px; left: 0px; margin: 0px; padding: 6px 0px 40px; border-right-width: 1px; border-right-style: solid; border-right-color: rgb(221, 221, 221); list-style: none; text-align: right; background-color: rgb(238, 238, 238);"><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">1</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">2</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">3</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">4</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">5</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">6</li><li style="box-sizing: border-box; padding: 0px 5px;">7</li></ul>
即:202.112.14.128

计算广播地址

广播地址:网络地址的主机位全部变成1 ,10011111 即159 即:202.112.14.159

主机数

主机号有5位,那么这个地址中,就只能有个主机

因为其中全0作为网络地址,全1作为广播地址

根据每个网络的主机数量进行子网地址的规划和计算子网掩码

这也可按上述原则进行计算。

比如一个子网有10台主机,那么对于这个子网需要的IP地址是 
10+1+1+1=13 
注意:加的第一个1是指这个网络连接时所需的网关地址,接着的两个1分别是指网络地址和广播地址。 
因为13小于16(16等于2的4次方),所以主机位为4位。

而 256-16=240 所以该子网掩码为255.255.255.240。

如果一个子网有14台主机,不少人常犯的错误是:依然分配具有16个地址空间的子网,而忘记了给网关分配地址。这样就错误了,因为: 
14+1+1+1=17 
17.大于16,所以我们只能分配具有32个地址(32等于2的5次方)空间的子网。这时子网掩码为:255.255.255.224

5) 主机的数量

206 110 4 0/18被划分成16个子网,每个子网掩码?

(划分成16个子网,根据子网掩码/18就表示有18个1,就要从的IP地址的主机位借4位来用作网络位!)

子网掩码是255.255.252.0

每个子网可以容纳的主机数是1024台。

下面我来给你详细解答:

206.110.1.0 /18 由最后的那个/18,我们可以知道这个IP已经规定了它的网络位是18位,它默认的子网掩码就是11111111.11111111.11 | 000000.00000000(其中1代表网络位,0代表主机位)

可以看出我们可以操作的位数就是后面的14个0,也就是说我们可以在地面划分出几位作为子网的网络位,进而来划分子网。要求是切分成16个子网,我们知道2的4次方刚好等于16,这就说明子网网络位的位数是4位,那14-4=10就是子网的主机位。所以上面我写的那串二进制就可以变成:11111111.11111111.111111 | 00.00000000(其中1代表网络位,0代表主机位)

ip段/数字-如192.168.0.1/24是什么意思?

后面这个数字标示了我们的网络号的位数,也就是子网掩码中前多少号为1

129.168.1.1 /24 这个24就是告诉我们网络号是24位

也就相当于告诉我们了

子网掩码是:11111111 11111111 11111111 00000000

即:255.255.255.0

172.16.10.33/27 中的/27

也就是说子网掩码是255.255.255.224 即27个全1

11111111 11111111 11111111 11100000

附录

16-30位网络号-掩码位数,IP总数,子网掩码查询表

ip段/27 /29 /30 网关,子网掩码,广播地址查询 
可用IP查询,IP段对应表

掩码位数    IP总数    子网掩码    C段个数
/30    4    255.255.255.252    1/64
/29    8    255.255.255.248    1/32
/28    16    255.255.255.240    1/16
/27    32    255.255.255.224    1/8
/26    64    255.255.255.192    1/4
/24    256    255.255.255.0    1
/23    512    255.255.254.0    2
/22    1024    255.255.252.0    4
/21    2048    255.255.248.0    8
/20    4096    255.255.240.0    16
/19    8192    255.255.224.0    32
/18    16384    255.255.192.0    64
/17    32768    255.255.128.0    128
/16    65536    255.255.0.0    256
24位网络号

24位网络号,8位主机号,可形成1个子网(C段总数),每个子网256-2台主机

网络地址    可用IP范围    广播地址
.0    .1-.254    .255
25位网络号

25位网络号,8位主机号,可形成2个子网,每个子网126台主机

网络地址    可用IP范围    广播地址
.0    .1-.126    .127
.128    .129-.254    .255
26位网络号

26位网络号,6位主机号,可形成4个子网,每个子网62台主机

网络地址    可用IP范围    广播地址
.0    .1-.62    .63
.64    .65-.126    .127
.128    .129-.190    .191
.192    .193-.254    .255
27位网络号

27位网络号,5位主机号,可形成8个子网,每个子网30台主机

网络地址    可用IP范围    广播地址
.0    .1-.30    .31
.32    .33-.62    .63
.64    .65-.94    .95
.96    .97-.126    .127
.128    .129-.158    .159
.160    .161-.190    .191
.192    .193-.222    .223
.224    .225-.254    .255
28位网络号

28位网络号,4位主机号,可形成16个子网,每个子网14台主机

网络地址    可用IP范围    广播地址
.0    .1-.14    .15
.16    .17-.30    .31
.32    .33-.46    .47
.48    .49-.62    .63
.64    .65-.78    .79
.80    .81-.94    .95
.96    .97-.110    .111
.112    .113-.126    .127
.128    .129-.142    .143
.144    .145-.158    .159
.160    .161-.174    .175
.176    .177-.190    .191
.192    .193-.206    .207
.208    .209-.222    .223
.224    .225-.238    .239
.240    .241-.254    .255
29位网络号

29位网络号,3位主机号,可形成32个子网,每个子网6台主机

网络地址    可用IP范围    广播地址
.0    .1-.6    .7
.8    .9-.14    .15
.16    .17-.22    .23
.24    .25-.30    .31
.32    .33-.38    .39
.40    .41-.46    .47
.48    .49-.54    .55
.56    .57-.62    .63
.64    .65-.70    .71
.72    .73-.78    .79
.80    .81-.86    .87
.88    .89-.94    .95
.96    .97-.102    .103
.104    .105-.110    .111
.112    .113-.118    .119
.120    .121-.126    .127
.128    .129-.134    .135
.136    .137-.142    .143
.144    .145-.150    .151
.152    .153-.158    .159
.160    .161-.166    .167
.168    .169-.174    .175
.176    .177-.182    .183
.184    .185-.190    .191
.192    .193-.198    .199
.200    .201-.206    .207
.208    .209-.214    .215
.216    .217-.222    .223
.224    .225-.230    .231
.232    .233-.238    .239
.240    .241-.246    .247
.248    .249-.254    .255
30位网络号

29位网络号,3位主机号,可形成64个子网,每个子网2台主机

网络地址    可用IP范围    广播地址
.0    .1-.2    .3
.4    .5-.6    .7
.8    .9-.10    .11
.12    .13-.14    .15
.16    .17-.18    .19
.20    .21-.22    .23
.24    .25-.26    .27
.28    .29-.30    .31
.32    .33-.34    .35
.36    .37-.38    .39
.40    .41-.42    .43
.44    .45-.46    .47
.48    .49-.50    .51
.52    .53-.54    .55
.56    .57-.58    .59
.60    .61-.62    .63
.64    .65-.66    .67
.68    .69-.70    .71
.72    .73-.74    .75
.76    .77-.78    .79
.80    .81-.82    .83
.84    .85-.86    .87
.88    .89-.90    .91
.92    .93-.94    .95
.96    .97-.98    .99
.100    .101-.102    .103
.104    .105-.106    .107
.108    .109-.110    .111
.112    .113-.114    .115
.116    .117-.118    .119
.120    .121-.122    .123
.124    .125-.126    .127
.128    .129-.130    .131
.132    .133-.134    .135
.136    .137-.138    .139
.140    .141-.142    .143
.144    .145-.146    .147
.148    .149-.150    .151
.152    .153-.154    .155
.156    .157-.158    .159
.160    .161-.162    .163
.164    .165-.166    .167
.168    .169-.170    .171
.172    .173-.174    .175
.176    .177-.178    .179
.180    .181-.182    .183
.184    .185-.186    .187
.188    .189-.190    .191
.192    .193-.194    .195
.196    .197-.198    .199
.200    .201-.202    .203
.204    .205-.206    .207
.208    .209-.210    .211
.212    .213-.214    .215
.216    .217-.218    .219
.220    .221-.222    .223
.224    .225-.226    .227
.228    .229-.230    .231
.232    .233-.234    .235
.236    .237-.238    .239
.240    .241-.242    .243
.244    .245-.246    .247
.248    .249-.250    .251
.252    .253-.254    .255
 


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