IP地址、子网掩码详解

如何通过子网掩码划分网段

资料一：

一、缺省A、B、C类地址，子网掩码； 
二、子网掩码的作用： 
code: 
IP地址 192.20.15.5 11000000 00010100 00001111 00000101 
子网掩码 255.255.0.0 11111111 11111111 00000000 00000000 
网络ID 192.20.0.0 11000000 00010100 00000000 00000000 
主机ID 0.0.15.5 00000000 00000000 00001111 00000101 
计算该子网中的主机数:2^n-2=2^16-2=65534 
其中:n为主机ID占用的位数2: 192.20.0.0(表示本网络), 192.20.255.255 (表示子网广播); 
该子网所容纳主机的IP地址范围:192.20.0.1~192.20.255.254 
三、实现子网 
1．划分子网的理由： 
① 远程LAN互连； 
②连接混合的网络技术； 
③增加网段中的主机数量； 
④减少网络广播。 
2．子网的实现需要考虑以下因素： 
①确定所需的网络ID数，确信为将来的发展留有余地； 
谁需要占用单独的网络ID？ 
▲每个子网； 
▲每个WAN连接； 
②确定每个子网中最大的计算机数目，也要考虑未来的发展； 
谁需要占用单独的主机ID？ 
▲每个TCP/IP计算机网卡； 
▲每个TCP/IP打印机网卡； 
▲每个子网上的路由接口； 
③考虑增长计划的必要性： 
假设您在InterNIC申请到一个网络ID：192.20.16.0 但你有两个远程LAN需要互连，而且每个远程LAN各有60台主机。 
若不划分子网，您就只能使用一个网络ID：192.20.16.0，使用缺省子网掩码：255.255.255.0，而且在这个子网中可以容纳的主机ID的范围： 192.20.16.1~192.20.16.254，即可以有254台主机。 
现在若根据需要划分为两个子网，即借用主机ID中的两位用作网络ID，则子网掩码就应变为：255.255.255.192（11000000）目的是将借用的用作网络I D的位掩去。看一看划分出来的子网的情况： 
▲192.20.16.65~126 
192.20.16.01000001~01111110 
本网段（01 网段）主机数：2n-2=26-2=62或126-65+1=62 
▲192.20.16.129~190 
192.20.16.10000001~10111110 
本网段（10 网段）主机数：2n-2=26-2=62或190-129+1=62 
▲子网号00全0表示本网络，子网号11全1是子网屏蔽，均不可用。
提示：在早期的子网划分标准RFC950中，不能使用全0或全1做为二进制子网标识（在子网划分公式2n-2中的-2处理）。在RFC1812中，这个限制已被取消。下面内容摘自于RFC1812。
“以前版本的文档认为，子网号不能为0或-1，并且至少要有两位长。在一个CIDR领域，子网号就是网络前缀的一种延伸。如果没有前缀，那么子网号也就不存在了。从CIDR观点来看，这种对子网号的限制是没有意义的，可以安全地忽略。” 
这个方案可以满足目前需求，但以后如果需要加入新的网段则必须重新划分更多的子网（即借用更多的主机ID位用作网络ID），或如果以后需要每个子网中的主机数更多则必须借用网络I D位来保证更多的主机数。 
四、定义子网号的方法 
若InterNIC分配给您的B类网络ID为129.20.0.0，那么在使用缺省的子网掩码255.255.0.0的情况下，您将只有一个网络ID和216-2台主机（范围是：129.20.0.1~129.20.255.254）。现在您有划分4个子网的需求。 
1．手工计算法： 
①将所需的子网数转换为二进制 
4→00000100 
②以二进制表示子网数所需的位数即为向缺省子网掩码中加入的位数（既应向主机ID借用的位数） 
00000100→3位 
③决定子网掩码 
缺省的：255.255.0.0 
借用主机ID的3位以后：255.255.224（11100000）.0，即将所借的位全表示为1，用作子网掩码。 
④决定可用的网络ID 
列出附加位引起的所有二进制组合，去掉全0和全1的组合情况 
code: 
　　组合情况 　　　　实际得到的子网ID 
　　　000╳ 
001→32 （00100000 ) 129.20.32.0 
010→64 （01000000 ) 129.20.64.0

你一定对IP地址有所了解吧？我们知道在INTERNET中广泛使用的TCP/IP协议就是利用IP地址来区别不同的主机的。如果你曾经进行过TCP/IP协议设置，那么你一定会遇到子网掩码(Subnet mask)这一名词.

我们知道IP地址是一个4字节（共32bit）的数字，被分为4段，每段8位，段与段之间用句点分隔。为了便于表达和识别，IP地址是以十进制形式表示的如210.52.207.2，每段所能表示的十进制数最大不超过255。IP地址由两部分组成，即网络号（Netgwork ID）和主机号（Host ID）。网络号标识的是Internet上的一个子网，而主机号标识的是子网中的某台主机。网际地址分解成两个域后，带来了一个重要的优点：IP数据包从网际上的一个网络到达另一个网络时，选择路径可以基于网络而不是主机。在大型的网际中，这一点优势特别明显，因为路由表中只存储网络信息而不是主机信息，这样可以大大简化路由表。IP地址根据网络号和主机号的数量而分为A、B、C三类：

A类IP地址：用7位（bit）来标识网络号，24位标识主机号，最前面一位为"0"，即A类地址的第一段取值介于1～126之间。A类地址通常为大型网络而提供，全世界总共只有126个只可能的A类网络，每个A类网络最多可以连接16777214台主机。

B类IP地址：用14位来标识网络号，16位标识主机号，前面两位是"10"。B类地址的第一段取值介于128～191之间，第一段和第二段合在一起表示网络号。B类地址适用于中等规模的网络，全世界大约有16000个B类网络，每个B类网络最多可以连接65534台主机。

C类IP地址：用21位来标识网络号，8位标识主机号，前面三位是"110"。C类地址的第一段取值介于192～223之间，第一段、第二段、第三段合在一起表示网络号。最后一段标识网络上的主机号。C类地址适用于校园网等小型网络，每个C类网络最多可以有254台主机。

从上面的介绍我们知道，IP地址是以网络号和主机号来标示网络上的主机的，只有在一个网络号下的计算机之间才能"直接"互通，不同网络号的计算机要通过网关（Gateway）才能互通。但这样的划分在某些情况下显得并十分不灵活。为此IP网络还允许划分成更小的网络，称为子网（Subnet），这样就产生了子网掩码。子网掩码的作用就是用来判断任意两个IP地址是否属于同一子网络，这时只有在同一子网的计算机才能"直接"互通。那么怎样确定子网掩码呢？

前面讲到IP地址分网络号和主机号，要将一个网络划分为多个子网，因此网络号将要占用原来的主机位，如对于一个C类地址，它用21位来标识网络号，要将其划分为2个子网则需要占用1位原来的主机标识位。此时网络号位变为22位为主机标示变为7位。同理借用2个主机位则可以将一个C类网络划分为4个子网……那计算机是怎样才知道这一网络是否划分了子网呢？这就可以从子网掩码中看出。子网掩码和IP地址一样有32bit，确定子网掩码的方法是其与IP地址中标识网络号的所有对应位都用"1"，而与主机号对应的位都是"0"。如分为2个子网的C类IP地址用22位来标识网络号，则其子网掩码为：11111111 11111111 11111111 10000000即255.255.255.128。于是我们可以知道，A类地址的缺省子网掩码为255.0.0.0,B类为255.255.0.0,C类为255.255.255.0。下表是C类地址子网划分及相关子网掩码：

子网位数 子网掩码 主机数 可用主机数

1 255.255.255.128 128 126

2 255.255.255.192 64 62

3 255.255.255.224 32 30

4 255.255.255.240 16 14

5 255.255.255.248 8 6

6 255.255.255.252 4 2

你可能注意到上表分了主机数和可用主机数两项，这是为什么呢？因为但当地址的所有主机位都为"0"时，这一地址为线路（或子网）地址，而当所有主机位都为"1"时为广播地址。

同时我们还可以使用可变长掩码（VLSM）就是指一个网络可以用不同的掩码进行配置。这样做的目的是为了使把一个网络划分成多个子网更加方便。在没有VLSM的情况下，一个网络只能使用一种子网掩码，这就限制了在给定的子网数目条件下主机的数目。例如你被分配了一个C类地址，网络号为192.168.10.0,而你现在需要将其划分为三个子网,其中一个子网有100台主机,其余的两个子网有50台主机。我们知道一个C类地址有254个可用地址，那么你如何选择子网掩码呢？从上表中我们发现，当我们在所有子网中都使用一个子网掩码时这一问题是无法解决的。此时VLSM就派上了用场，我们可以在100个主机的子网使用255.255.255.128这一掩码，它可以使用192.168.10.0到192.168.10.127这128个IP地址，其中可用主机号为126个。我们再把剩下的192.168.10.128到192.168.10.255这128个IP地址分成两个子网，子网掩码为255.255.255.192。其中一个子网的地址从192.168.10.128到192.168.10.191,另一子网的地址从192.168.10.192到192.168.10.255。子网掩码为255.255.255.192每个子网的可用主机地址都为62个，这样就达到了要求。可以看出合理使用子网掩码，可以使IP地址更加便于管理和控制。

参考资料：http://www.popsoft.com.cn/learn/net/sm.htm

资料二：IP地址与网络分类

(1)IP地址

不同的物理网络技术有不同的编址方式；不同物理网络中的主机，有不同的物理网络地址。网间网技术是将不同物理网络技术统一起来的高层软件技术。网间网技术采用一种全局通用的地址格式，为全网的每一网络和每一主机都分配一个网间网地址，以此屏蔽物理网络地址的差异。IP协议提供一种全网间网通用的地址格式，并在统一管理下进行地址分配，保证一个地址对应一台网间网主机（包括网关），这样物理地址的差异被IP层所屏蔽。IP层所用到的地址叫做网间网地址，又叫IP地址。它由网络号和主机号两部分组成，统一网络内的所有主机使用相同的网络号，主机号是唯一的。IP地址是一个32为的二进制数，分成4个字段，每个字段8位。

(2)三类主要的网络地址
　　我们知道，从LAN到WAN，不同种类网络规模相差很大，必须区别对待。因此按网络规模大小，将网络地址分为主要的三类，如下：
　　A类：
　　0 1 2 3 8 16 24
　　3 1 0网络号主机号
B类：
　　1 0网络号主机号
　　C类：
　　1 1 0网络号主机号
　　A类地址用于少量的（最多27个）主机数大于216的大型网，每个A类网络可容纳最多224台主机；B类地址用于主机数介于28～216之间数量不多不少的中型网，B类网络最多214个；C类地址用于每个网络只能容纳28台主机的大量小型网，C类网络最多221个。
　　除了以上A、B、C三个主类地址外，还有另外两类地址，如下：
　　D类：
　　1 1 1 0多目地址
　　E类：
　　1 1 1 1 0留待后用
　　其中多目地址（multicast address）是比广播地址稍弱的多点传送地址，用于支持多目传输技术。E类地址用于将来的扩展之用。
　　
(3)TCP/IP规定网络地址
　　除了一般地标识一台主机外，还有几种具有特殊意义的特殊形式。
　　*广播地址
　　TCP/IP规定，主机号全为“1”的网络地址用于广播之用，叫做广播地址。所谓广播，指同时向网上所有主机发送报文。
　　*有限广播
　　前面提到的广播地址包含一个有效的网络号和主机号，技术上称为直接广播（directed boradcasting）地址。在网间网上的任何一点均可向其他任何网络进行直接广播，但直接广播有一个缺点，就是要知道信宿网络的网络号。
　　有时需要在本网络内部广播，但又不知道本网络网络号。TCP/IP规定，32比特全为“1”的网间网地址用于本网广播，该地址叫做有限广播地址（limited broadcast address）。
　　*“0”地址
　　TCP/IP协议规定，各位全为“0”的网络号被解释成“本”网络。
　　*回送地址
　　A类网络地址127是一个保留地址，用于网络软件测试以及本地机进程间通信，叫做回送地址（loopback address）。无论什么程序，一旦使用回送地址发送数据，协议软件立即返回之，不进行任何网络传输。
　　TCP/IP协议规定，一、含网络号127的分组不能出现在任何网络上；二、主机和网关不能为该地址广播任何寻径信息。由以上规定可以看出，主机号全“0”全“1”的地址在TCP/IP协议中有特殊含义，不能用作一台主机的有效地址。

二、子网掩码

　　(1)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（subnet addressing）技术，又叫子网寻径（subnetrouting），英文简称subnetting，是最广泛使用的IP网络地址复用方式，目前已经标准化，并成为IP地址模式的一部分。
　　一般的，32位的IP地址分为两部分，即网络号和主机号，我们分别把他们叫做IP地址的“网间网部分”和“本地部分”。子网编址技术将本地部分进一步划分为“物理网络”部分和“主机”部分，如图：
　　网间网部分物理网络主机
　　|←网间网部分→|←────本地部分─────→|
　　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，既是“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：
　　11111111 11111111 11111111 00000000中，前三个字节全1，代表对应IP地址中最高的三个字节为网络地址；后一个字节全0，代表对应IP地址中最后的一个字节为主机地址。这种位模式叫做子网模（subnet mask）或“子网掩码”。
　　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B类地址子网掩码（11111111 11111111 11111111 00000000）为：
　　255.255.25.0 IP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11000000 00001001 11001000 00001101
②将子网掩码255．255．255．0转换为二进制11111111 11111111 11111111 00000000
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11000000 00001001 11001000 00001101 AND 11111111 11111111 11111111 00000000 11000000 00001001 11001000 00000000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11000000 00001001 11001000 00001101 AND 00000000 00000000 00000000 11111111 00000000 00000000 00000000 00001101结果为0.0.0.13，即主机号为13。　　
　　(4)子网掩码与IP地址子网掩码与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11000000 00001001 11001000 00001101
②将子网掩码255．255．255．0转换为二进制11111111 11111111 11111111 00000000
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11000000 00001001 11001000 00001101 AND 11111111 11111111 11111111 00000000 11000000 00001001 11001000 00000000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11000000 00001001 11001000 00001101 AND 00000000 00000000 00000000 11111111 00000000 00000000 00000000 00001101 结果为0.0.0.13，即主机号为13。
　　三、子网划分与实例根据以上分析，建议按以下步骤和实例定义子网掩码。
　　1、将要划分的子网数目转换为2的m次方。如要分8个子网，8=23。
　　2、取上述要划分子网数的2的m次方的幂。如23，即m=3。
　　3、将上一步确定的幂m按高序占用主机地址m位后转换为十进制。如m为3 则是11100000，转换为十进制为224，即为最终确定的子网掩码。如果是C类网，则子网掩码为255.255.255.224；如果是B类网，则子网掩码为255.255.224.0；如果是C类网，则子网掩码为255.224.0.0。
　　在这里，子网个数与占用主机地址位数有如下等式成立：2m=n。其中，m表示占用主机地址的位数；n表示划分的子网个数。根据这些原则，将一个C类网络分成4个子网。若我们用的网络号为192．9．200，则该C类网内的主机IP地址就是192.9.200.1～192.9.200.254（因为全“0”和全“1”的主机地址有特殊含义，不作为有效的IP地址），现将网络划分为4个部分，按照以上步骤：
　　4=22，取22的幂，即2，则二进制为11，占用主机地址的高序位即为11000000，转换为十进制为192。这样就可确定该子网掩码为：192.9.200.192，4个子网的IP地址范围分别为：
　　二进制十进制
① 11000000 00001001 11001000 00000001 11000000 00001001 11001000 00111110 192．9．200．1
192．9．200．62
② 11000000 00001001 11001000 01000001 11000000 00001001 11001000 01111110 192．9．200．65
192．9．200．126
③ 11000000 00001001 11001000 10000001 11000000 00001001 11001000 10111110 192．9．200．129
192．9．200．190
④ 11000000 00001001 11001000 11000001 11000000 00001001 11001000 11111110 192．9．200．193
192．9．200．254
　　在此列出A、B、C三类网络子网数目与子网掩码的转换表，以供参考。

A类：

子网数目 占用位数　　　　子网掩码　　　　子网中主机数
　2　　　　　1　　　　255．128．0．0　　　　8,388,606
　4　　　　　2　　　　255．192．0．0　　　　4,194,302
　8　　　　　3　　　　255．224．0．0　　　　2,097,150
　16　　　　 4　　　　255．240．0．0　　　　1,048,574
　32　　　　 5　　　　255．248．0．0　　　　524,286
　64　　　　 6　　　　255．252．0．0　　　　262,142
　128　　　　7　　　　255．254．0．0　　　　131,070
　128　　　　8　　　　255．255．0．0　　　　65,534

B类：

子网数目 占用位数　　　　子网掩码　　　　子网中主机数
　2　　　　　1　　　　255．255．128．0　　　32,766
　4　　　　　2　　　　255．255．192．0　　　16,382
　8　　　　　3　　　　255．255．224．0　　　8,190
　16　　　　 4　　　　255．255．240．0　　　4,094
　32　　　　 5　　　　255．255．248．0　　　2,046
　64　　　　 6　　　　255．255．252．0　　　1,022
　128　　　　7　　　　255．255．254．0　　　510
　256　　　　8　　　　255．255．255．0　　　254

C类：

子网数目 占用位数　　　　子网掩码　　　　子网中主机数
　2　　　　　1　　　　255．255．255．128　　　126
　4　　　　　2　　　　255．255．255．192　　　62
　8　　　　　3　　　　255．255．255．224　　　30
　16　　　　 4　　　　255．255．255．240　　　14
　32　　　　 5　　　　255．255．255．248　　　6
　64　　　　 6　　　　255．255．255．252　　　2

IP地址、子网掩码详解

一、IP地址的介绍

1、IP地址的表示方法

IP地址 = 网络号+主机号

把整个Internet网堪称单一的网络，IP地址就是给每个连在Internet网的主机分配一个在全世界范围内唯一的标示符，Internet管理委员会定义了A、B、C、D、E五类地址，在每类地址中，还规定了网络编号和主机编号。在 TCP/IP协议中，IP地址是以二进制数字形式出现的，共32bit，1bit就是二进制中的1位，但这种形式非常不适用于人阅读和记忆。因此Internet管理委员会决定采用一种"点分十进制表示法"表示IP地址：面向用户的文档中，由四段构成的32 比特的IP地址被直观地表示为四个以圆点隔开的十进制整数，其中，每一个整数对应一个字节（8个比特为一个字节称为一段）。A、B、C类最常用，下面加以介绍。本文介绍的都是版本4的IP地址，称为IPv4.

●A类地址：A类地址的网络标识由第一组8位二进制数表示，A类地址的特点是网络标识的第一位二进制数取值必须为"0"。不难算出，A类地址第一个地址为00000001，最后一个地址是01111111，换算成十进制就是127，其中127留作保留地址，A类地址的第一段范围是：1～126，A类地址允许有27 -2=126个网段（第一个可用网段号1，最后一个可用网段号126）（减2是因为0不用，127留作它用），网络中的主机标识占3组8位二进制数，每个网络允许有224-2=16777216台主机（减2是因为全0地址为网络地址，全1为广播地址，这两个地址一般不分配给主机）。通常分配给拥有大量主机的网络。

●B类地址：B类地址的网络标识由前两组8位二进制数表示，网络中的主机标识占两组8位二进制数，B类地址的特点是网络标识的前两位二进制数取值必须为"10"。 B类地址第一个地址为10000000，最后一个地址是10111111，换算成十进制B类地址第一段范围就是128～191，B类地址允许有214 =16384个网段（第一个可用网段号128.0，最后一个可用网段号1291.255），网络中的主机标识占2组8位二进制数，每个网络允许有216-2=65533台主机，适用于结点比较多的网络。

●C类地址：C类地址的网络标识由前3组8位二进制数表示，网络中主机标识占1组8位二进制数C类地址的特点是网络标识的前3位二进制数取值必须为"110"。C类地址第一个地址为11000000，最后一个地址是11011111，换算成十进制C类地址第一段范围就是192～223，C类地址允许有221 =2097152个网段（第一个可用网络号192.0.0，最后一个可用网络号223.255.255），网络中的主机标识占1组8位二进制数，每个网络允许有28-2= 254台主机，适用于结点比较少的网络。

有些人对范围是2x不太理解，举个简单的例子加以说明。如C类网，每个网络允许有28-2= 254台主机是这样来的。因为C类网的主机位是8位，变化如下:

00000000

00000001

00000010

00000011

……

11111110

11111111

除去00000000和11111111不用外，从00000001到11111110共有254个变化，也就是28-2个。下图是IP地址的使用范围。 网络类别 最大网络数 第一个可用的网络号 最后一个可用的网络号 每个网络中的最大主机数

A 126(27-2) 1 126 16777214

B 16384(214) 128.0 191.255 65534

C 2097152(221) 192.0.0 223.255.255 254

2、几个特殊的IP地址

1）私有地址

上面提到IP地址在全世界范围内唯一，看到这句话你可能有这样的疑问，像192.168.0.1这样的地址在许多地方都能看到，并不唯一，这是为何？Internet管理委员会规定如下地址段为私有地址，私有地址可以自己组网时用，但不能在Internet网上用，Internet网没有这些地址的路由，有这些地址的计算机要上网必须转换成为合法的IP地址，也称为公网地址，这就像有很多的世界公园，每个公园内都可命名相同的大街，如香榭丽舍大街，但对外我们只能看到公园的地址和真正的香榭丽舍大街。下面是A、B、C类网络中的私有地址段。你自己组网时就可以用这些地址了。

10.0.0.0～10.255.255.255

172.16.0.0～172.131.255.255

192.168.0.0～192.168.255.255

2）回送地址

A类网络地址127是一个保留地址，用于网络软件测试以及本地机进程间通信，叫做回送地址（loopback address）。无论什么程序，一旦使用回送地址发送数据，协议软件立即返回之，不进行任何网络传输。含网络号127的分组不能出现在任何网络上。

【小技巧】

●Ping 127.0.0.1,如果反馈信息失败,说明IP协议栈有错,必须重新安装TCP/IP协议。如果成功,ping本机IP地址,如果反馈信息失败,说明你的网卡不能和IP协议栈进行通信。

●如果网卡没接网线，用本机的一些服务如Sql Server、IIS等就可以用127.0.0.1这个地址。

3）广播地址

TCP/IP规定，主机号全为"1"的网络地址用于广播之用，叫做广播地址。所谓广播，指同时向同一子网所有主机发送报文。

4）网络地址

TCP/IP协议规定，各位全为"0"的网络号被解释成"本"网络。由上可以看出：

（1）含网络号127的分组不能出现在任何网络上；

（2）主机和网关不能为该地址广播任何寻径信息。

由以上规定可以看出，主机号全"0"全"1"的地址在TCP/IP协议中有特殊含义，一般不能用作一台主机的有效地址。

3、子网掩码

从上面的例子可以看出，子网掩码的作用就是和IP地址与运算后得出网络地址，子网掩码也是32bit，并且是一串1后跟随一串0组成，其中1表示在IP地址中的网络号对应的位数，而0表示在IP地址中主机对应的位数。

（1）标准子网掩码

A类网络（1～126） 缺省子网掩码：255·0·0·0

255·0·0·0 换算成二进制为 11111111·00000000·00000000·00000000

可以清楚地看出前8位是网络地址，后24位是主机地址，也就是说，如果用的是标准子网掩码，看第一段地址即可看出是不是同一网络的。如21.0.0.0.1和21.240.230.1，第一段为21属于A类，如果用的是默认的子网掩码，那这两个地址就是一个网段的。

B类网络（128～191） 缺省子网掩码：255·255·0·0

C类网络（192～223） 缺省子网掩码：255·255·255·0

B类、C类分析同上。

（2）特殊的子网掩码

标准子网掩码出现的都是255和0的组合，在实际的应用中还有下面的子网掩码

255·128·0·0

255·192·0·0

……

255·255·192·0

255·255·240·0

……

255·255·255·248

255·255·255·252

这些子网掩码又是什么意思呢？这些子网掩码的出现是为了把一个网络划分成多个网络。

还记得上面的例子吗？如下所示：192·168·0·1和192·168·0·200如果是默认掩码255.255.255.0两个地址就是一个网络的，如果掩码变为255.255.255.192这样各地址就不属于一个网络了。下面的子网划分将作详细介绍。

192.168.0.1 11000000.10101000.00000000.00000001

192.168.0.200 11000000.10101000.00000000.11001000

255.255.255.0 11111111.11111111.11111111.00000000

192.168.0.1 11000000.10101000.00000000.00000001

192.168.0.200 11000000.10101000.00000000.11001000

255.255.255.192 11111111.11111111.11111111.11000000

下表是几个子网掩码计算过程中非常有用的十进制和二进制的对照

用于子网掩码换算的十进制和二进制对照

十进制 128 64 32 16 8 4 2 1

二进制 10000000 01000000 00100000 00010000 00001000 00000100 00000010 00000001

常用的子网掩码的十进制和二进制对照

十进制 128 192 224 240 248 252 254 255

二进制 10000000 11000000 11100000 11110000 11111000 11111100 11111110 11111111

二、彻底明白IP地址的含义

不管是学习网络还是上网，IP地址都是出现频率非常高的词。Windows系统中设置IP地址的界面大家都很熟悉，图中出现了IP地址、子网掩码、默认网关和DNS服务器这几个需要设置的地方，只有正确设置，网络才能通，那这些名词都是什么意思呢?学习IP地址的相关知识时还会遇到网络地址、广播地址、子网等概念，这些又是什么意思呢？

要解答这些问题，先看一个日常生活中的例子。如下图所示，住在北大街的住户要能互相找到对方，必须各自都要有个门牌号，这个门牌号就是各家的地址，门牌号的表示方法为：北大街+XX号。假如1号住户要找6号住户，过程是这样的，1号在大街上喊了一声："谁是6号，请回答。"，这时北大街的住户都听到了，但只有6号作了回答，这个喊的过程叫"广播"，北大街的所有用户就是他的广播范围，假如北大街共有20个用户，那广播地址就是：北大街 21号。也就是说，北大街的任何一个用户喊一声能让"广播地址-1"个用户听到。

从这个例中可以抽出下面几个词：

街道地址：北大街，如果给该大街一个地址则用第一个住户的地址-1，此例为：北大街0号

住户的号：如1号、2号等。

住户的地址：街道地址+XX号，如北大街 1号、北大街 2号等

广播地址：最后一个住户的地址+1，此例为：北大街21号

Internet网络中，每个上网的计算机都有一个像上述例子的地址，这个地址就是IP地址，是分配给网络设备的门牌号，为了网络中的计算机能够互相访问，IP地址=网络地址+主机地址，图1中的IP地址是192.168.100.1，这个地址中包含了很多含义。如下所示：

网络地址（相当于街道地址）： 192.168.100.0

主机地址（相当于各户的门号）： 0.0.0.1

IP地址（相当于住户地址）： 网络地址+主机地址=192.168.100.1

广播地址： 192.168.100.255

这些地址是如何计算出来的呢？为什么计算这些地址呢？要想知道如何，先要明白一个道理，学习网络的目的就是如何让网络中的计算机相互通讯，也就是说要围绕着"通"这个字来学习和理解网络中的概念，而不是只为背几个名词。

注：192.168.100.1是私有地址，是不能直接在Internet网络中应用的，上Internet要转为公有地址，下面详细说明。

1、为什么要计算网络地址

一句话就是让网络中的计算机能够相互通讯。先看看最简单的网络，下图中是用网线（交叉线）直接将两台计算机连起来。下面是几种IP地址设置，看看在不同设置下网络是通还是不通。

（1）设置1号机的IP地址为192.168.0.1子网掩码为255.255.255.0，2号机的IP地址为192.168.0.200子网掩码为255.255.255.0，这两台计算机就能正常通讯。

（2）如果1号机地址不变，将2号机的IP地址改为192.168.1.200子网掩码还是为255.255.255.0，那这两台就无法通讯。

（3）设置1号机的IP地址为192.168.0.1子网掩码为255.255.255.192，2号机的IP地址为192.168.0.200子网掩码为255.255.255.192，注意和第1种情况的区别在于子网掩码，1为255.255.255.0本例是255.255.255.192这两台计算机就不能正常通讯。

第1种情况能通是因为这两台计算机处在同一网络192.168.0.0，所以能通，而2、3种情况下两台计算机处在不同的网络，所以不通。

这里先给个结论：用网线直接连接的计算机或是通过HUB或普通交换机间接的计算机之间要能够相互通，计算机必须要在同一网络，也就是说它们的网络地址必须相同，而且主机地址必须不一样。如果不在一个网络就无法通。这就像我们上面举的例子，同是北大街的住户由于街道名称都是北大街，且各自的门牌号不同，所以能够相互找到对方。

计算网络地址就是判断网络中的计算机在不在同一网络，在就能通，不在就不能通。注意，这里说的在不在同一网络指的是IP地址而不是物理连接。那么如何计算呢？

2、如何计算网络地址

我们日常生活中的地址如：北大街1号，从字面上就能看出街道地址是北大街，而我们从IP地址中却难以看出网络地址，要计算网络地址，必须借助我们上边提到过的子网掩码。

计算过程是这样的，将IP地址和子网掩码都换算成二进制，然后进行与运算，结果就是网络地址。与运算如下所示，上下对齐，1位1位的算，1与1=1 ，其余组合都为0。

1...0...1...0

1...0...0...0

与运算________________　

1...0...0...0

例如：计算IP地址为：202.99.160.50子网掩码是255.255.255.0的网络地址步骤如下：

1）将IP地址和子网掩码分别换算成二进制

202.99.160.50 换算成二进制为 11001010·01100011·10100000·00110010

255.255.255.0 换算成二进制为 11111111·11111111·11111111·00000000

2）将二者进行与运算

11001010·01100011·10100000·00110010

11111111·11111111·11111111·00000000

与运算________________________________________

11001010·01100011·10100000·00000000

3）将运算结果换算成十进制，这就是网络地址。

11001010·01100011·10100000·00000000换算成十进制就是202.99.160.0

现在我们就可以解答上面三种情况的通与不通的问题了。

1、从下面运算结果可以看出二台计算机的网络地址都为192.168.0.0且IP地址不同，所以可以通。

192.168.0.1　　　　　　11000000.10101000.00000000.00000001

255.255.255.0　　　　　11111111.11111111.11111111.00000000

与运算______________________________________________________________

192.168.0.0　　　　　　11000000.10101000.00000000.00000000

192.168.0.200　　　　　11000000.10101000.00000000.11001000

255.255.255.0　　　　　11111111.11111111.11111111.00000000

与运算______________________________________________________________

192.168.0.0　　　　　　11000000.10101000.00000000.00000000

2、从下面运算结果可以看出1号机的网络地址为192.168.0.0，2号机的网络地址为192.168.1.0 不在一个网络，所以不通。

192.168.1.200　　　　　11000000.10101000.00000001.11001000

255.255.255.0　　　　　11111111.11111111.11111111.00000000

与运算______________________________________________________________

192.168.1.0　　　　　　11000000.10101000.00000001.00000000

3、从下面运算结果可以看出1号机的网络地址为192.168.0.0，2号机的网络地址为192.168.0.192 不在一个网络，所以不通

192.168.0.1　　　　　　11000000.10101000.00000000.00000001

255.255.255.192　　　　11111111.11111111.11111111.11000000

与运算______________________________________________________________

192.168.0.0　　　　　　11000000.10101000.00000000.00000000

192.168.0.200　　　　　11000000.10101000.00000000.11001000

255.255.255.192 　　　 11111111.11111111.11111111.00000000

与运算______________________________________________________________

192.168.0.182　　　　　11000000.10101000.00000000.11000000

相信看到这应该明白了为何计算网络地址和如何计算了，但也许还有很多疑问，如IP地址为什么写成这样，子网掩码到底是怎么回事等等，别急，下面慢慢介绍。

三、计算相关地址—通过IP地址和子网掩码与运算计算相关地址

知道IP地址和子网掩码后可以算出：

●网络地址

● 广播地址

● 地址范围

● 本网有几台主机

【例1】下面例子IP地址为192·168·100·5 子网掩码是255·255·255·0。算出网络地址、广播地址、地址范围、主机数。

1、分步骤计算

1）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。

192.168.100.5　　　　　11000000.10101000.01100100.00000101

255.255.255.0　　　　　11111111.11111111.11111111.00000000

2）IP地址和子网掩码进行与运算，结果是网络地址

192.168.100.5　　　　　11000000.10101000.01100100.00000101

255.255.255.0　　　　　11111111.11111111.11111111.00000000

与运算______________________________________________________________

结果为：　192.168.100.0　　　　　11000000.10101000.01100100.00000000

3） 将上面的网络地址中的网络地址部分不变，主机地址变为全1，结果就是广播地址。

网络地址为：　192.168.100.0　　　　　11000000.10101000.01100100.00000000

___________________________________________________________________________

将主机地址变为全1　

广播地址为：　192.168.100.255　　　　11000000.10101000.01100100.11111111

4） 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

本例的网络范围是：192·168·100·1 至 192·168·100·254

也就是说下面的地址都是一个网段的。

192·168·100·1、192·168·100·2 ... 192·168·100·20 ... 192·168·100·111... 192·168·100·254

5） 主机的数量

主机的数量=2二进制的主机位数-2

减2是因为主机不包括网络地址和广播地址。本例二进制的主机位数是8位。

主机的数量=28-2=254

2、总体计算

我们把上边的例子合起来计算一下过程如下：

192.168.100.5　　　　　11000000.10101000.01100100.00000101

255.255.255.0　　　　　11111111.11111111.11111111.00000000

2）IP地址和子网掩码进行与运算，结果是网络地址

192.168.100.5　　　　　11000000.10101000.01100100.00000101

255.255.255.0　　　　　11111111.11111111.11111111.00000000

与运算　　　______________________________________________________________

结果为网络地址：192.168.100.0　　　　　11000000.10101000.01100100.00000000

___________________________________________________________________________

将结果中的网络地址部分不变，主机地址变为全1

结果为广播地址：192.168.100.0　　　　　11000000.10101000.01100100.11111111

主机的数量：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　28-2=254

地址范围是：　　　网络地址：　192.168.100.0　...... 广播地址为：　192.168.100.255

主机的地址范围是：网络地址+1：192.168.100.1　...... 广播地址-1：　192.168.100.254

【例2】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

1）    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

128?36?199?3 10000000?00100100?1100 0111?00000011

255?255?240?0 11111111?11111111?1111 0000?00000000

2）IP地址和子网掩码进行与运算，结果是网络地址

128?36?199?3 10000000?00100100?1100 0111?00000011

255?255?240?0 11111111?11111111?1111 0000?00000000

与运算　　　______________________________________________________________

结果为网络地址：128?36?192?0　　　10000000?00100100?1100 0000?00000000

3）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。

128?36?192?0　　　10000000?00100100?1100 0000?00000000

______________________________________________________________

广播地址：　128?36?207?255 10000000?00100100?1100 1111?11111111

4） 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

本例的网络范围是：128?36?192?1 至 128?36?207?254

5） 主机的数量

主机的数量=2二进制位数的主机-2=212-2=4094

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。