认识IP地址与子网掩码衍生用法

IP地址介绍

众所周知，在电话通讯领域中，拨打电话首先要知道对方的电话号码，在整个电话网络中，号码是唯一的。同样的道理，在计算机网络中，每台计算机也要有一个类似于电话号码的识别码，它被称为IP地址。

在计算机领域里电信号都用0或1来表示和识别，不论是计算机内部通信或者在网络中传输一个文件，对于硬件来说它都是由一连串的0和1的代码组成。例如下载一个MP3文件时，网络设备和计算机所接受到的信息实质上就是一长串0和1的代码，像00000100011111100000111100001010101010000。

当然IP地址也不例外，网络设备分析IP地址时也是通过0、1代码来识别。当今IP地址使用v4版本，该版本的IP地址由32位0、1代码组成，采用二进制法则，也可以称为32比特，例如11000000101010000000000100000001。这么长的地址记忆起来非常困难，所以人们用“点分十进制”来表示IP地址，将32位代码分成4组每组8位，中间用“ .”分隔，所以上述代码就可以写成11000000.10101000.00000001.00000001，之后用十进制法则将4组8位代码用数字来表示，它就变成192.168.1.1。这样就容易我们记忆了。其中每组8位代码称为一个字节，一段IP地址由4个字节组成。

那么根据这些特性，IP地址的总体范围位于32位0和32位1之间，即0.0.0.0～255.255.255.255。这就构成了现有互联网的整体IP地址范围。当然这些地址不能随意、凌乱的分配，我们还要把它们具体的划分。

IP地址的分类

整个32位的IP地址由两部分组成：网络地址和主机地址。网络地址表示网络中的某一个网段，主机地址表示网段上的某一个主机。IP地址共分为五类

A类：第一位比特位为0，第一个字节为网络地址，地址范围从1.X.X.X～127.X.X.X，其中127.X.X.X是保留地址用于测试，所以实际可用A类地址为1.X.X.X～126.X.X.X。

B类：前两位比特位为10，前两个字节为网络地址，地址范围从128.X.X.X～191.X.X.X。

C类：前三位比特位为110，前三个字节为网络地址，地址范围从192.X.X.X～223.X.X.X。

D类：前四位比特位为1110，地址范围从224.X.X.X～239.X.X.X。

E类：前四位比特位为1111，地址范围从240.X.X.X～254.X.X.X。

以255开头的IP地址用于广播，也就是子网掩码，将在文章后面向大家讲述。

在互联网中常用的IP地址类型只有A、B、C三类，但也不是所有的地址都能用于公网。有一种IP地址被称为私有地址，用在局域网中，用来识别局域网计算机，这类地址不能用在公共网络中。

A类私有地址：10.0.0.0～10.255.255.255

B类私有地址：172.16.0.0～172.31.255.255

C类私有地址：192.168.0.0～192.168.255.255

我们可以看到C类私有地址非常熟悉，它是我们组建局域网最常用的地址段。当然局域网IP地址也可以用10段和172段，但这两个网络大多数人并不熟悉，所以很少人使用。

划分子网

划分子网这个词汇出现的比较被动，它是为了解决A、B类网址利用率不高的问题，它的优点是可以更高效率的利用某个网段，但它同样有缺点，那就是浪费更多的地址。

为什么说浪费地址呢？笔者来举例说明。例如一个局域网IP地址段为192.168.0.0～192.168.0.255，一共有256个地址，但是192.168.0.0用来表示整个网段，192.168.0.255为这个网段的广播地址。所以在256个地址中，实际能分配给计算机用的地址只有254个，也就是说每个网段可用的地址数量=网段地址总数量-2。

如果将192.168.0.X这个网段再划分成两个网段，那么第一个网段的地址范围就是192.168.0.0～192.168.0.128，第二个网段的地址范围是192.168.0.129～192.168.0.255。每个网段都要去掉首尾两个地址，如此算来192.168.0.X这个网段为了划分成两个网段共损失了4个地址。

但是划分子网的优势也很明显，例如A类地址第一个字节为网络地址，剩下3个字节都是主机地址，那么A类地址的主机地址数一共是255×255×255=16581375个，这么多的主机是不可能处在同一个物理网络中的，这时我们可以划分子网把每个子网分配到不同的地区来使用，提高了A类地址的利用率。

子网掩码

提到了划分子网，就不能不提子网掩码，也称为广播地址，它在划分子网的过程中起着至关重要的作用。上面已经说了，子网掩码是以255开头，A类地址的通用子网掩码为255.0.0.0，B类子网掩码为255.255.0.0，C类子网掩码为255.255.255.0。如果四个字节都为255，它就是所有IP地址的广播地址。

子网掩码也有规则，拿C类子网掩码为例，转化为二进制就表示为11111111.11111111.11111111.00000000，所有1或0都必须是连续的，而不能写成11111111.11100000.11111000.00001111。A类和B类地址也是如此。

另外，不可以选取任一子网掩码用于任何别的地址上。一些掩码对某些类别的地址是有效的，而对其他类别是无效的。例如255.255.0.0对A类和B类网络是有效的，但对于C类网络是无效掩码。

那么如何使用子网掩码来划分网段呢。我们先来看下面的图表

这些子网掩码都是C类的子网掩码，其中255.255.255.0是标准的C类子网掩码，其余掩码值都是它的扩展。当把192.168.0.0这个网段划分为两个子网时，我们就不能再用标准的子网掩码了，在配置IP地址时就要填入如下信息。

子网掩码的好处就是可以将一个网段划分成若干个子网，不同子网之间是互相独立的，在没有路由的情况下不能互相通信，即使他们处于同一个物理网络也不行。

总结

利用子网掩码进行子网划分在A、B类IP地址中的效率要比C类地址高的多，但在一个企业中，主机的数量一般不会达到上千，而管理员还想使各个部门的网络互相独立，那最好的办法就是进行子网划分。在划分子网之前要做好规划，确定子网的主机数量，还要留有备用的主机地址。子网掩码的值是固定的几种，不能随意的定义，所以在建网的时候要谨慎使用。