详解IP地址、子网掩码、网络号、主机号、网络地址、主机地址

详解IP地址、子网掩码、网络号、主机号、网络地址、主机地址

概念

• IP地址：一般是指逻辑ip；
• 子网掩码：将IP划分为网络号和主机号的IP；
• 网络号/主机号：子网掩码转成二进制后，连续全1的是网络号，后面的是主机号；
• 网络/广播/主机地址：在二进制下，主机位全为零就是网络地址，主机位全为1就是广播地址，其它就是主机地址。

相关计算

根据IP地址和子网掩码，求网络地址和广播地址

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？

1. 根据子网掩码可知网络号有27位，主机号有5位！

   255.255.255.224  --> 11111111 11111111 11111111 11100000    # 子网掩码

2. 网络地址（把IP地址转成二进制和子网掩码进行 与运算）

   202.112.14.137   --> 11001010 01110000 00001110 10001001    # ip地址
    
   255.255.255.224  --> 11111111 11111111 11111111 11100000    # 子网掩码
    
   202.112.14.128   <-- 11001010 01110000 00001110 10000000    # 与操作

   即网络地址： 202.112.14.128

3. 广播地址（网络地址的主机位有5位，全部变成1）

   202.112.14.128   --> 11001010 01110000 00001110 10000000    # 网络地址
    
                                   ||
   202.112.14.159   <-- 11001010 01110000 00001110 10011111    # 广播地址

   即广播地址： 202.112.14.159

4. 主机数

   2^5 - 2 = 30

根据每个网络的主机数量，计算子网掩码和子网地址的规划

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?

• ip所需总数：
  10 + 1 + 1 + 1 =13

  Tips：三个 1 分别是指网关地址、网络地址和广播地址。

• 子网掩码（因为 13 < 16(2^4=16)，所以主机位为4位，网络位28位）：

  11111111 11111111 11111111 11110000 --> 255.255.255.240

  或者根据主机位：
  2^8 - 2^4 = 256 - 16 = 240

• 结果

  所以该子网掩码为 255.255.255.240

  Tips： 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：

根据IP地址和子网掩码，计算网络地址、广播地址、地址范围、主机数

IP地址为 128.36.199.3 子网掩码是 255.255.240.0 , 算出网络地址、广播地址、地址范围、主机数

128.36.199.3    --> 10000000 00100100 11000111 00000011    # IP地址
 
255.255.240.0   --> 11111111 11111111 11110000 00000000    # 子网掩码
 
128.36.192.0    <-- 10000000 00100100 11000000 00000000    # 与操作

Tips：子网掩码连续全1的是网络号，后面的是主机号

1. IP地址和子网掩码进行与运算，结果是网络地址

   即网络地址： 128.36.192.0

2. 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（由子网掩码可知主机号为12位）

   10000000 00100100 11000000 00000000 --> 10000000 00100100 11001111 11111111 --> 128.36.207.255

   即广播地址： 128.36.207.255

3. 地址范围就是含在本网段内的所有主机

   地址范围是： 网络地址+1 至 广播地址-1

   网络地址： 128.36.192.0，广播地址： 128.36.207.255

   所以本例的网络范围是：128.36.192.1 至 128.36.207.254

   Tips： 网络地址+1 即第一个主机地址，广播地址-1 即最后一个主机地址

4. 主机的数量

   主机的数量 = 2^主机号-2

   即：主机的数量 = 2^12-2 = 4096-2 =4094

   Tips：减2是因为主机不包括网络地址和广播地址。

从上面两个例子可以看出不管子网掩码是标准的还是特殊的，计算网络地址、广播地址、地址数时只要把地址换算成二进制，然后从子网掩码处分清楚连续1以前的是网络地址，后是主机地址进行相应计算即可。

206.110.4.0/18被划分成16个子网，求每个子网掩码？

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

1. 由前缀长度18，得掩码是 255.255.192.0

   11111111 11111111 11000000 00000000 -->  255.255.192.0

   Tips：206.110.4.0/18 由前缀长度/18，可得网络位是18位，主机位是14位(其中1代表网络位,0代表主机位)

2. 切分成16个子网（2^4=16）

   • 可以看出能操作的位数就是后面的14个0，即可以在里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，而2的4次方刚好等于16，则：

     1. 子网的网络位： 18+4 = 22
     2. 子网的主机位： 32-22 = 10

     11111111 11111111 11111100 00000000 -->  255.255.252.0

结果：

• 子网掩码是： 255.255.252.0
• 每个子网可以容纳的主机数是： 2^10-2 = 1024-2, 即 1022台；

Via

• https://blog.csdn.net/weixin_39676242/article/details/110257459