怎样根据IP地址和子网掩码计算出主机号_学习资料3

1、08网构DIY兴趣小组课外阅读资料之三怎样根据IP地址和子网掩码计算出主机号？一、IP地址概念IP地址是一个32位的二进制数，它由网络ID和主机ID两部份组成，用来 在网络中唯一的标识的一台计算机。网络ID用来标识计算机所处的网段；主机ID用来标识计算机在网段中的位置。IP地址通常用4组3位十进制数表示，中 间用“分隔。比如，192.168.0.1 o补充IPv6:前面所讲的32位IP地址称之为IPv4，随着信息技术的发展，IPv4 可用IP地址数目已经不能满足人们日常的需要，据权威机构预测到2010年要充分应用信息技术，每个人至少需要 10个IP地址，比如：计算机、笔记本、手 机和智能化冰箱

2、等。为了解决该问题开发了IPv6规范，IPv6用128位表示IP地址，其表示为8组4位16进制数，中间为：“”分隔。比如，AB32:33ea:89dc:cc47:abcd:ef12:abcd: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 IDo A类地址用来表示网络ID的第一位必须以

3、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。（?应是2的24次方减2 o ）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

4、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 （?应是2的 16次方减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

5、包含28-2 （?应是2的16次方减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

6、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（掩码？）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

7、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

8、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

9、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 11111111 11111111 00000000 00000000。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11111111.11111111.11111000.00

10、000000，转换为十进制则为 255.255.248.0。此时，该网络将包含2046台计算机（2046 ?怎样算来的，11位表示主机ID， 2的11次方2048减2），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。例题 1 : 192.168. 23.35/21子网掩码：11111111 11111111 11111000 00000000 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

11、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。10111 的十进制值是 23。）；则网络 ID 为 192.168.16.0 （ 16 ？ IP 地址 192.168.23.35 的二进制值是11000000 101010000 00010111 00100011，子网掩码是 1111111111111111 11111000 00000000 ，相与，得：11000000 10101000 00010000 00000000，对应的十进制值是：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

12、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，00010111.11111110 对应的十进制值是23.254 ）则结束IP地 址为：192.168.23.254。例题2 :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（20 ?哪里来的？），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

13、 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：0000 0000 01000 00001281100 0000128 + 64 = 1921110 0000128 + 64 + 32 = 2241111 0000255 15 = 2401111 1000255 7= 2481111 1100255 3= 2521111 11102

14、55 1 = 2541111 1111255大家都知道11111111的十进制数为255，码呢？二进制的1=1 , 1仁3，111 = 7, 111 仁15那么我们怎么来快速计算子网掩；那么 1111 1110=255-1 ，11111100=255-3，1111 1000=255-8，1111 0000=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 1000 0000 , 1100 0000和1110 0000 我们又该怎么计 算呢？ 27=8 ?则 1000 0000=128，1100 0000=128+64

15、，1110 0000=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，那相应在将IP地么在计算网络ID时，首先看子网掩码中有多少位用来表示网络,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 V 64，第 2 位

16、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

17、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。例题：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，贝U 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例题：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

18、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In ternet上使用就必须由IANA分配，IANA分配的能够在In ternet上正 常使用的IP地址称之为公共IP地址；IANA保留了一部份IP地址没有分配给任 何机构和个人，这部份IP地址不能在In ternet上使用，此类IP地址就称之为私 有IP地址。为什么私有IP地址不能在In ternet上使用呢？因为In ternet上没有 私有IP地址的路由。私有IP地址范围包括