IP地址算法利用子网数来计算.docx
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IP地址算法利用子网数来计算
子网和子网掩码的作用
·1.子网的作用
使用子网是为了减少IP的浪费。
因为随着互联网的发展，越来越多的网络产生，有的网络多则几百台，有的只有区区几台，这样就浪费了很多IP地址，所以要划分子网。
·2.子网掩码的作用
通过IP地址的二进制与子网掩码的二进制进行与运算，确定某个设备的网络地址和主机号，也就是说通过子网掩码分辨一个网络的网络部分和主机部分。
子网掩码一旦设置，网络地址和主机地址就固定了。
子网一个最显著的特征就是具有子网掩码。
与IP地址相同，子网掩码的长度也是32位，也可以使用十进制的形式。
例如，为二进制形式的子网掩码：
1111.1111.1111.0000，采用十进制的形式为：
255.255.255.0。
作用
子网掩码是一个32位地址，是与IP地址结合使用的一种技术。
它的主要作用有两个，一是用于屏蔽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。
二是用于将一个大的IP网络划分为若干小的子网络。
确定子网掩码数
用于子网掩码的位数决定于可能的子网数目和每个子网的主机数目。
在定义子网掩码前，必须弄清楚本来使用的子网数和主机数目。
定义子网掩码的步骤为：
A、确定哪些组地址归我们使用。
比如我们申请到的网络号为“210.73.124.89”，该网络地址为C类IP地址，网络标识为“210.73.124”，主机标识为“89”。
B、根据我们现在所需的子网数以及将来可能扩充到的子网数，用宿主机的一些位来定义子网掩码。
比如我们现在需要12个子网，将来可能需要16个。
用第四个字节的前四位确定子网掩码。
前四位都置为“1”（即把第四字节的最后四位作为主机位，其实在这里有个简单的规律，非网络位的前几位置1原网络就被分为2的几次方个网络，这样原来网络就被分成了2的4次方16个子网），即第四个字节为“1100”，这个数我们暂且称作新的二进制子网掩码。
C、把对应初始网络的各个位都置为“1”，即前三个字节都置为“1”，第四个字节后四位置为“0”，则子网掩码的间断二进制形式为：
“1111.1111.1111.1100”
D、把这个数转化为间断十进制形式为：
“255.255.255.240”
这个数为该网络的子网掩码。
·1、利用子网数来计算
在求子网掩码之前必须先搞清楚要划分的子网数目，以及每个子网内的所需主机数目。
1）将子网数目转化为二进制来表示
2）取得该二进制的位数，为N
3）取得该IP地址的类子网掩码，将其主机地
址部分的的前N位置1即得出该IP地址划分子网的子网掩码。
如欲将B类IP地址168.195.0.0划分成27个子网：
1）27=11011
2）该二进制为五位数，N=5
3）将B类地址的子网掩码255.255.0.0的主机地址前5位置1，得到255.255.248.0
即为划分成27个子网的B类IP地址168.195.0.0的子网掩码。
·2、利用主机数来计算
1）将主机数目转化为二进制来表示
2）如果主机数小于或等于254（注意去掉保留的两个IP地址），则取得该主机的二进制位数，为N，这里肯定N<8。
如果大于254，则N>8，这就是说主机地址将占据不止8位。
3）使用255.255.255.255来将该类IP地址的主机地址位数全部置1，然后从后向前的将N位全部置为0，即为子网掩码值。
如欲将B类IP地址168.195.0.0划分成若干子网，每个子网内有主机700台：
1）700=101100
2）该二进制为十位数，N=10
3）将该B类地址的子网掩码255.255.0.0的主机地址全部置1，得到255.255.255.255
然后再从后向前将后10位置0,即为：
1111.1111.11100.0000
即255.255.252.0。
这就是该欲划分成主机为700台的B类IP地址168.195.0.0的子网掩码。
IP掩码的标注
·
A、无子网的标注法
对无子网的IP地址，可写成主机号为0的掩码。
如IP地址210.73.140.5，掩码为255.255.255.0，也可以缺省掩码，只写IP地址。
·
B、有子网的标注法
有子网时，一定要二者配对出现。
以C类地址为例。
（以下一段没有指定掩码为27位,在掩码为27位的情况下才成立~~）
1．IP地址中的前3个字节表示网络号，后一个字节既表明子网号，又说明主机号，还说明两个IP地址是否属于同一个网段。
如果属于同一网络区间，这两个地址间的信息交换就不通过路由器。
如果不属同一网络区间，也就是子网号不同，两个地址的信息交换就要通过路由器进行。
例如：
对于IP地址为210.73.140.5的主机来说，其主机标识为0001，对于IP地址为210.73.140.16的主机来说它的主机标识为000100，以上两个主机标识的前面三位全是000，说明这两个IP地址在同一个网络区域中，这两台主机在交换信息时不需要通过路由器进行。
210.73.60.1的主机标识为00001，
210.73.60.252的主机标识为11100，这两个主机标识的前面三位000与111不同，说明二者在不同的网络区域，要交换信息需要通过路由器。
其子网上主机号各为1和252。
2．掩码的功用是说明有子网和有几个子网，但子网数只能表示为一个范围，不能确切讲具体几个子网，掩码不说明具体子网号，有子网的掩码格式（对C类地址）。
表示方法
子网掩码通
常有以下2种格式的表示方法：
1．通过与IP地址格式相同的点分十进制表示
如：
255.0.0.0或255.255.255.128
2．在IP地址后加上"/"符号以及1-32的数字，其中1-32的数字表示子网掩码中网络标识位的长度如：
的子网掩码也可以表示为255.255.255.0
子网掩码和ip地址的关系
以下均为C类网
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。
最为简单的理解就是两台计算机各自的IP地址与子网掩码进行AND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。
就这么简单。
运算示例
运算演示之一：
aa
IP地址192.168.0.1
子网掩码255.255.255.0
AND运算（AND运算法则：
1与1=1,1与0=0,0与1=0,0与0=0,即当对应位均为1时结果为1，其余为0。
）
转化为二进制进行运算：
IP地址11000.101000.0000.00001
子网掩码1111.1111.1111.0000
AND运算
11000.101000.0000.0000
转化为十进制后为：
192.168.0.0
运算演示之二：
IP地址192.168.0.254
子网掩码255.255.255.0
AND运算
转化为二进制进行运算：
IP地址11000.101000.0000.11110
子网掩码1111.1111.1111.0000
AND运算
11000.101000.0000.0000
转化为十进制后为：
192.168.0.0
运算演示之三：
IP地址192.168.0.4
子网掩码255.255.255.0
AND运算
转化为二进制进行运算：
IP地址11000.101000.0000.000100
子网掩码1111.1111.1111.0000
AND运算
11000.101000.0000.0000
转化为十进制后为：
192.168.0.0
通过以上对三组计算机IP地址与子网掩码的AND运算后，我们可以看到它运算结果是一样的。
均为
192.168.0.0
所以计算机就会把这三台计算机视为是同一子网络，然后进行通讯的。
我现在单位使用的代理服务器，内部网络就是这样规划的。
也许你又要问，这样的子网掩码究竟有多少个IP地址可以用呢？
你可以这样算。
根据上面我们可以看出，局域网内部的ip地址是我们自己规定的（当然和其他的ip地址是一样的），这个是由子网掩码决定的通过对255.255.255.0的分析。
可得出：
前三位IP码由分配下来的数字就只能固定为192.168.0所以就只剩下了最后的一位了，那么显而易见了，ip地址只能有（2的8次方-2），即256-2=254，一般主机地址全为0或者1（二
进制）有其特殊的作用。
那么你可能要问了：
如果我的子网掩码不是255.255.255.0呢？
你也可以这样做啊假设你的子网掩码是255.255.128.0
那么你的局域网内的ip地址的前两位肯定是固定的了
这样，你就可以按照下边的计算来看看同一个子网内到底能有多少台机器
1．十进制128=二进制100000
2．IP码要和子网掩码进行AND运算
3．
IP地址11000.101000.1*******.********
子网掩码1111.1111.10000.0000
AND运算
11000.101000.10000.0000
转化为十进制后为：
192.168.128.0
4．可知我们内部网可用的IP地址为：
11000.101000.10000.0000到
11000.101000.1111.1111
（也可以是：
11000.101000.0000.0000到11000.101000.01111.1111）
5．转化为十进制：
192.168.128.0到192.168.255.255（或者192.168.0.0到192.168.127.255）
6．0和255通常作为网络的内部特殊用途。
通常不使用。
7．于是最后的结果如下：
我们单位所有可用的IP地址为：
192.168.128.1-192.168.128.254
192.168.129.1-192.168.129.254
192.168.130.1-192.168.130.254
192.168.131.1-192.168.131.254
.............
192.168.139.1-192.168.139.254
192.168.140.1-192.168.140.254
192.168.141.1-192.168.141.254
192.168.142.1-192.168.142.254
192.168.143.1-192.168.143.254
.............
192.168.254.1-192.168.254.254
192.168.255.1-192.168.255.254
8．总数为（255-128+1）*（254-1+1）=128*254=32512
子网内包含的机器数目应该是2^n-2，比如说上面的子网掩码是255.255.128.0，那么他的网络号是17位，主机号是15位，只要主机号不全是0或者1就是可以的，所以ip地址是
192.168.192.0（11000.101000.11000.0000）也允许，除掉全0全1，结果为2^15-2=32766,上面的落了好多地址
9．看看的结果是否正确
（1）、设定IP地址为192.168.128.1
Ping192.168.129.233通过测试
访问http:
//192.168.129.233可以显示出主页
（2）、设定IP地址为192.168.255.254
Ping192.168.255.254通过测试
访问http:
//192.168.255.254可以显示出主页
10．结论
以上证明我们的结论是对的。
现在你就可以看你的子网中能有多少台机器了
255.255.255.128
分解：
1111.1111.1111.10000
所以你的内部网络的ip地址只能是
xxxx.xxxx.xxxx.0?
?
?
?
?
?
?
到xxxx.xxxx.xxxx.01111
子网掩码
网间网技术
子网TCP/IP网间网技术产生于大型主流机环境中，它能发展到今天的规模是当
初的设计者们始料未及的。
网间网规模的迅速扩展对IP地址模式的威胁并不是它不能保证主机地址的唯一性，而是会带来两方面的负担：
第一，巨大的网络地址管理开销；第二，网关寻径急剧膨胀。
其中第二点尤为突出，寻径表的膨胀不仅会降低网关寻径效率（甚至可能使寻径表溢出，从而造成寻径故障），更重要的是将增加内外部路径刷新时的开销，从而加重网络负担。
因此，迫切需要寻求新的技术，以应付网间网规模增长带来的问题。
仔细分析发现，网间网规模的增长在内部主要表现为网络地址的增减，因此解决问题的思路集中在：
如何减少网络地址。
于是IP网络地址的多重复用技术应运而生。
通过复用技术，使若干物理网络共享同一IP网络地址，无疑将减少网络地址数。
子网编址技术
网间网部分物理网络主机|←网间网部分→|←————本地部分—————→|
|←物理网络→|←—主机部分——→|
其中“物理网络”用于标识同一IP网络地址下的不同物理网络即是“子网”。
（2）子网掩码IP协议标准规定：
每一个使用子网的网点都选择一个32位的位模式，若位模式中的某位置1，则对应IP地址中的某位为网络地址（包括网间网部分和物理网络号）中的一位；若位模式中的某位置0，则对应IP地址中的某位为主机地址中的一位。
例如位模式：
为了使用的方便，常常使用“点分整数表示法”来表示一个IP地址和子网掩码，例如c类地址子网掩码（1111111111110000）为：
255.255.255.0IP协议关于子网掩码的定义提供一种有趣的灵活性，允许子网掩码中的“0”和“1”位不连续。
但是，这样的子网掩码给分配主机地址和理解寻径表都带来一定困难，并且，极少的路由器支持在子网中使用低序或无序的位，因此在实际应用中通常各网点采用连续方式的子网掩码。
像255.255.255.64和255.255.255.160等一类的子网掩码不推荐使用。
（3）子网掩码与IP地址结合使用，可以区分出一个网络地址的网络号和主机号。
例如：
有一个C类地址为：
192．9．
200．13其缺省的子网掩码为：
255．255．
255．0则它的网络号和主机号可按如下方法得到：
①将IP地址
192．9．
200．13转换为二进制1100000100111000001101
②将子网掩码
255．255．
255．0转换为二进制1111111111110000
③将两个二进制数逻辑与（AND）运算后得出的结果即为网络部分
1100000100111000001101AND1111111111110000
11000001001110000000结果为192.9.200.0，即网络号为192.9.200.0。
④将子网掩码取反再与IP地址逻辑与（AND）后得到的结果即为主机部分001101AND0000000000001111结果为0000000001转化为十进制得到0.0.0.13，即主机号为13。
分类
子网掩码一共分为两类。
一类是缺省（自动生成）子网掩码，一类是自定义子网掩码。
缺省子网掩码即未划分子网，对应的网络号的位都置1，主机号都置0。
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
自定义子网掩码是将一个网络划分为几个子网，需要每一段使用不同的网络号或子网号，实际上我们可以认为是将主机号分为两个部分：
子网号、子网主机号。
形式如下：
未做子网划分的ip地址：
网络号+主机号
做子网划分后的ip地址：
网络号+子网号+子网主机号
也就是说ip地址在化分子网后，以前的主机号位置的一部分给了子网号，余下的是子网主机号。
子网掩码是32位二进制数，它的子网主机标识用部分为全“0”。
利用子网掩码可以判断两台主机是否中同一子网中。
若两台主机的IP地址分别与它们的子网掩码相“与”后的结果相同，则说明这两台主机在同一子网中。
可变长子网掩码
可变长子网掩码（VLSM）的作用：
节约IP地址的空间；减少路由表大小。
使用VLSM时，所采用的路由协议必须能够支持它,这些路由协议包括RIPv2,OSPF,EIGRP和BGP.关于更多的VLSM知识，可以去Google搜索
划分捷径
·1.你所选择的子网掩码将会产生多少个子网
2的y次方-2（y代表主机位，即2进制为0的部分）
·3.有效子网是
有效子网号=256-
10进制的子网掩码（结果叫做blocksize或basenumber）
·4.每个子网的广播地址是
广播地址=下个子网号-1
·5.每个子网的有效主机分别是
忽略子网内全为0和全为1的地址剩下的就是有效主机地址。
最后有效1个主
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