IP地址常识及如何实现IP分配子网划分和子网掩码计算Word文档格式.docx

IP地址常识及如何实现IP分配子网划分和子网掩码计算Word文档格式.docx

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ef12。

二、 

IP地址分类

为了方便IP寻址将IP地址划分为A、B、C、D和E五类，每类IP地址对各个IP地址中用来表示网络ID和主机ID的位数作了明确的规定。

当主机ID的位数确定之后，一个网络中是多能够包含的计算机数目也就确定，用户可根据企业需要灵活选择一类IP地址构建网络结构。

A类

A类地址用IP地址前8位表示网络ID，用IP地址后24位表示主机ID。

A类地址用来表示网络ID的第一位必须以0开始，其他7位可以是任意值，当其他7位全为0是网络ID最小，即为0；

当其他7位全为1时网络ID最大，即为127。

网络ID不能为0，它有特殊的用途，用来表示所有网段，所以网络ID最小为1；

网络ID也不能为127；

127用来作为网络回路测试用。

所以A类网络网络ID的有效范围是1-126共126个网络，每个网络可以包含224-2台主机。

B类

B类地址用IP地址前16位表示网络ID，用IP地址后16位表示主机ID。

B类地址用来表示网络ID的前两位必须以10开始，其他14位可以是任意值，当其他14位全为0是网络ID最小，即为128；

当其他14位全为1时网络ID最大，第一个字节数最大，即为191。

B类IP地址第一个字节的有效范围为128－191，共16384个B类网络；

每个B类网络可以包含216-2台主机（即65534台主机）。

C类

C类地址用IP地址前24位表示网络ID，用IP地址后8位表示主机ID。

C类地址用来表示网络ID的前三位必须以110开始，其他22位可以是任意值，当其他22位全为0是网络ID最小，IP地址的第一个字节为192；

当其他22位全为1时网络ID最大，第一个字节数最大，即为223。

C类IP地址第一个字节的有效范围为192－223，共2097152个C类网络；

每个C类网络可以包含28-2台主机（即254台主机）。

D类

D类地址用来多播使用，没有网络ID和主机ID之分，D类IP地址的第一个字节前四位必须以1110开始，其他28位可以是任何值，则D类IP地址的有效范围为224.0.0.0到239.255.255.255。

E类

E类地址保留实验用，没有网络ID和主机ID之分，E类IP地址的第一字节前四位必须以1111开始，其它28位可以是任何值，则E类IP地址的有效范围为240.0.0.0至255.255.255.254。

其中255.255.255.2555表示广播地址。

在实际应用中，只有A、B和C三类IP地址能够直接分配给主机，D类和E类不能直接分配给计算机。

三、 

网络ID、主机ID和子网掩码

网络ID用来表示计算机属于哪一个网络，网络ID相同的计算机不需要通过路由器连接就能够直接通信，我们把网络ID相同的计算机组成一个网络称之为本地网络（网段）；

网络ID不相同的计算机之间通信必须通过路由器连接，我们把网络ID不相同的计算机称之为远程计算机。

当为一台计算机分配IP地址后，该计算机的IP地址哪部份表示网络ID，哪部份表示主机ID，并不由IP地址所属的类来确定，而是由子网掩码确定。

子网确定一个IP地址属于哪一个子网。

子网掩码的格式是以连续的255后面跟连续的0表示，其中连续的255这部份表示网络ID；

连续0部份表示主机ID。

比如，子网掩码255.255.0.0和255.255.255.0。

根据子网掩码的格式可以发现，子网掩码有0.0.0.0、255.0.0.0、255.255.0.0、255.255.255.0和255.255.255.255共五种。

采用这种格式的子网掩码每个网络中主机的数目相差至少为256倍，不利于灵活根据企业需要分配IP地址。

比如，一个企业有2000台计算机，用户要么为其分配子网掩为255.255.0.0，那么该网络可包含65534台计算机，将造成63534个IP地址的浪费；

要么用户为其分配8个255.255.255.0网络，那么必须用路由器连接这个8个网络，造成网络管理和维护的负担。

网络ID是IP地址与子网掩码进行与运算获得，即将IP地址中表示主机ID的部份全部变为0，表示网络ID的部份保持不变，则网络ID的格式与IP地址相同都是32位的二进制数；

主机ID就是表示主机ID的部份。

例题1：

IP地址：

192.168.23.35　子网掩码：

255.255.0.0

网络ID:

192.168.0.0主机ID:

23.35

例题2：

IP地址:

192.168.23.35子网掩码：

255.255.255.0

网络ID:

192.168.23.0主机ID:

35

四、 

子网和CIDR

将常规的子网掩码转换为二进制，将发现子网掩格式为连续的二进制1跟连续0，其中子网掩码中为1的部份表示网络ID，子网掩中为0的表示主机ID。

比如255.255.0.0转换为二进制为11111111111111110000000000000000。

在前面所举的例子中为什么不用连续的1部份表示网络ID，连续的0部份表示主机ID呢？

答案是肯定的，采用这种方案的IP寻址技术称之为无类域间路由（CIDR）。

CIDR技术用子网掩码中连续的1部份表示网络ID，连续的0部份表示主机ID。

比如，网络中包含2000台计算机，只需要用11位表示主机ID，用21位表网络ID，则子网掩码表示为11111111.11111111.11100000.00000000，转换为十进制则为255.255.224.0。

此时，该网络将包含2046台计算机，既不会造成IP地址的浪费，也不会利用路由器连接网络，增加额外的管理维护量。

CIDR表示方法：

IP地址/网络ID的位数，比如192.168.23.35/21，其中用21位表示网络ID。

192.168.23.35/21

子网掩码：

11111111111111111111100000000000则为255.255.248.0

网络ID：

192.168.00010111.0（其中第三个字节红色部分表示网络ID，其他表示主机ID，网络ID是表示网络ID部份保持不变主机ID全部变为0）则网络ID为192.168.16.0

起始IP地址：

192.168.16.1（主机ID不能全为0，全为0表示网络ID最后一位为1）

结束IP地址：

192.168.00010111.11111110（主机ID不能全为1，全为1表示本地广播）则结束IP地址为：

192.168.23.254。

将163.135.0.0划分为16个子网，计算前两个子网的网络ID、子网掩码、起止IP地址。

第1步：

用CIDR表示163.135.0.0/20，则子网掩码为255.255.240（11110000）.0。

第2步：

第一网络ID（子网掩码与IP地址与运算）：

163.135.0.0

　　　　第一个IP地址：

163.135.0.1　结束IP地址：

163.135.15.254；

第3步：

第二网络ID：

163.135.16.0

第一个IP地址：

163.135.16.1　结束IP地址：

163.135.31.254。

五、 

子网掩码和网络ID的快速计算方法

CIDR的子网掩码都是连续的1跟连接的0表示，则子网掩码有以下几种表示方法：

00000000　　　0

10000000　　　128

11000000　　　128＋64＝192

11100000　　　128＋64＋32＝224

11110000　　　255－15＝240

11111000　　　255－7＝248

11111100　　　255－3＝252

11111110　　　255－1＝254

11111111　　　255

大家都知道11111111的十进制数为255，那么我们怎么来快速计算子网掩码呢？

二进制的1=1，11=3，111＝7，1111=15；

那么11111110=255-1，11111100=255-3，11111000=255-8，11110000=255-15这样是不是就很快呢？

只要我们一旦确定子网掩码中有多少位表示网络ID，那么我们马上就可以写出子网掩码了。

那么，对于10000000，11000000和11100000我们又该怎么计算呢？

27=8则10000000=128，11000000=128+64，11100000=128+64+32，所以我们不需要去记住每一个为多少，只需要做做简单的加减法就搞定子网掩码的计算。

网络ID的结果大家都知道网络ID部份不变，主机ID部分全部变为0，那么在计算网络ID时，首先看子网掩码中有多少位用来表示网络，相应在将IP地址转换为二进制时就只转换前面几位，比如192.168.176.15/19，网络ID一共19位，则网络ID前两个字节为192.168.X.0发生变化的为第三个字节。

那么怎样快速计算出这个变化的X的值呢？

我们知道第三字节只有三位表示网络ID，转换时176>

128，第1位为1,176－128＝48＜64，第2位为0,48＞32第3位为1，剩下的计算就没有意义了，全都要转换为0，则网络ID为10100000，则网络ID为192.168.160.0，这样计算反而出错的可能性很小。

六、 

本地和远程网络概念

网络ID相同的计算机称之为本地网络，本地网络中的计算机相互通信不需要路由器连接；

网络ID不相同的计算机称之为远程网络，远程网络中的计算机要相互通信必须通过路由器连接。

例题：

192.168.10.14/28，192.168.10.15/28，192.168.10.16/28，192.168.10.31/28哪些是合法IP，哪些是非法IP地址？

主机ID全为0和主机ID全为1的为非法IP地址：

192.168.10.15/28、192.158.10.16/28、192.168.10.31/28都是非法IP地址。

192.168.10.14/28，192.168.10.15/28，192.168.10.16/28哪个不是同一网段？

网络ID相同的就属于同一网段，则192.168.10.16/28不属于同一网段。

七、 

子网数和主机数的计算方法

172.168.34.56/20，一共划分为了多少个子网，各子网可以包含多少台主机。

172.168.34.56是一个B类地址，B类地址用16位表示网络ID，题目中20位表示网络ID，则子网位数为4位，那么子网就有24次个（即从0000、0001到1111的16种变化）。

由于IP地址是32位，用20位表示网络ID，则主机ID的位数为12位，则每个子网可以包含212－2个IP地址，即可以包含4096个IP地址。

注意：

为什么计算IP地址时要减2，而计算子网数目时不减2呢？

IP地址减2的原因是主机ID不能全为0也不能全为1；

子网就不存在这个问题。

八、 

公共IP和私有IP地址

IP地址由IANA（Internet地址分配机构）管理和分配，任何一个IP地址要能够在Inter