怎樣根據(jù)IP地址和子網(wǎng)掩碼計(jì)算出主機(jī)號(hào)_學(xué)習(xí)資料3

1、08網(wǎng)構(gòu)DIY興趣小組課外閱讀資料之三怎樣根據(jù)IP地址和子網(wǎng)掩碼計(jì)算出主機(jī)號(hào)？一、IP地址概念I(lǐng)P地址是一個(gè)32位的二進(jìn)制數(shù)，它由網(wǎng)絡(luò)ID和主機(jī)ID兩部份組成，用來 在網(wǎng)絡(luò)中唯一的標(biāo)識(shí)的一臺(tái)計(jì)算機(jī)。網(wǎng)絡(luò)ID用來標(biāo)識(shí)計(jì)算機(jī)所處的網(wǎng)段；主機(jī)ID用來標(biāo)識(shí)計(jì)算機(jī)在網(wǎng)段中的位置。IP地址通常用4組3位十進(jìn)制數(shù)表示，中 間用“分隔。比如，192.168.0.1 o補(bǔ)充IPv6:前面所講的32位IP地址稱之為IPv4，隨著信息技術(shù)的發(fā)展，IPv4 可用IP地址數(shù)目已經(jīng)不能滿足人們?nèi)粘５男枰?，?jù)權(quán)威機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)到2010年要充分應(yīng)用信息技術(shù)，每個(gè)人至少需要 10個(gè)IP地址，比如：計(jì)算機(jī)、筆記本、手 機(jī)和智能化冰箱

2、等。為了解決該問題開發(fā)了IPv6規(guī)范，IPv6用128位表示IP地址，其表示為8組4位16進(jìn)制數(shù)，中間為：“”分隔。比如，AB32:33ea:89dc:cc47:abcd:ef12:abcd:ef12 。二、IP地址分類為了方便IP尋址將IP地址劃分為A、B、C、D和E五類，每類IP地址對(duì) 各個(gè)IP地址中用來表示網(wǎng)絡(luò)ID和主機(jī)ID的位數(shù)作了明確的規(guī)定。當(dāng)主機(jī)ID的 位數(shù)確定之后，一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中是多能夠包含的計(jì)算機(jī)數(shù)目也就確定， 用戶可根據(jù)企 業(yè)需要靈活選擇一類IP地址構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。A類 A類地址用IP地址前8位表示網(wǎng)絡(luò)ID，用IP地址后24位表示主機(jī) IDo A類地址用來表示網(wǎng)絡(luò)ID的第一位必須以

3、0開始，其他7位可以是任意值， 當(dāng)其他7位全為0是網(wǎng)絡(luò)ID最小，即為0;當(dāng)其他7位全為1時(shí)網(wǎng)絡(luò)ID最大， 即為127。網(wǎng)絡(luò)ID不能為0,它有特殊的用途，用來表示所有網(wǎng)段，所以網(wǎng)絡(luò) ID最小為1 ;網(wǎng)絡(luò)ID也不能為127 ; 127用來作為網(wǎng)絡(luò)回路測(cè)試用。所以 A類 網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)ID的有效范圍是1-126共126個(gè)網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)可以包含224-2臺(tái)主 機(jī)。（?應(yīng)是2的24次方減2 o ）B類B類地址用IP地址前16位表示網(wǎng)絡(luò)ID,用IP地址后16位表示主機(jī) ID。B類地址用來表示網(wǎng)絡(luò)ID的前兩位必須以10開始，其他14位可以是任意 值，當(dāng)其他14位全為0是網(wǎng)絡(luò)ID最小，即為128;當(dāng)其他14位全為1

4、時(shí)網(wǎng)絡(luò) ID最大，第一個(gè)字節(jié)數(shù)最大，即為191。B類IP地址第一個(gè)字節(jié)的有效范圍為 128 191，共16384個(gè)B類網(wǎng)絡(luò)；每個(gè)B類網(wǎng)絡(luò)可以包含216-2 （?應(yīng)是2的 16次方減2。）臺(tái)主機(jī)（即65534臺(tái)主機(jī)）。C類C類地址用IP地址前24位表示網(wǎng)絡(luò)ID，用IP地址后8位表示主機(jī) ID。C類地址用來表示網(wǎng)絡(luò)ID的前三位必須以110開始，其他22位可以是任 意值，當(dāng)其他22位全為0是網(wǎng)絡(luò)ID最小，IP地址的第一個(gè)字節(jié)為192 ;當(dāng)其 他22位全為1時(shí)網(wǎng)絡(luò)ID最大，第一個(gè)字節(jié)數(shù)最大，即為 223。C類IP地址第 一個(gè)字節(jié)的有效范圍為192 223，共2097152個(gè)C類網(wǎng)絡(luò)；每個(gè)C類網(wǎng)絡(luò)可 以

5、包含28-2 （?應(yīng)是2的16次方減2。）臺(tái)主機(jī)（即254臺(tái)主機(jī)）。D類D類地址用來多播使用，沒有網(wǎng)絡(luò)ID和主機(jī)ID之分，D類IP地址的 第一個(gè)字節(jié)前四位必須以1110開始，其他28位可以是任何值，則D類IP地址 的有效范圍為 224.0.0.0 到 239.255.255.255。E類E類地址保留實(shí)驗(yàn)用，沒有網(wǎng)絡(luò)ID和主機(jī)ID之分，E類IP地址的第 一字節(jié)前四位必須以1111開始，其它28位可以是任何值，則E類IP地址的有 效范圍為 240.0.0.0 至 255.255.255.254。其中 255.255.255.2555 表示廣播地址。在實(shí)際應(yīng)用中，只有A、B和C三類IP地址能夠直接分

6、配給主機(jī)，D類和 E類不能直接分配給計(jì)算機(jī)。三、網(wǎng)絡(luò)ID、主機(jī)ID和子網(wǎng)掩碼網(wǎng)絡(luò)ID用來表示計(jì)算機(jī)屬于哪一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)ID相同的計(jì)算機(jī)不需要通過 路由器連接就能夠直接通信，我們把網(wǎng)絡(luò)ID相同的計(jì)算機(jī)組成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)稱之為本地網(wǎng)絡(luò)（網(wǎng)段）；網(wǎng)絡(luò)ID不相同的計(jì)算機(jī)之間通信必須通過路由器連接，我 們把網(wǎng)絡(luò)ID不相同的計(jì)算機(jī)稱之為遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)。當(dāng)為一臺(tái)計(jì)算機(jī)分配IP地址后，該計(jì)算機(jī)的IP地址哪部份表示網(wǎng)絡(luò)ID， 哪部份表示主機(jī)ID,并不由IP地址所屬的類來確定，而是由子網(wǎng)掩碼確定。子 網(wǎng)（掩碼？）確定一個(gè)IP地址屬于哪一個(gè)子網(wǎng)。子網(wǎng)掩碼的格式是以連續(xù)的255后面跟連續(xù)的0表示，其中連續(xù)的255這部份 表示網(wǎng)

7、絡(luò)ID;連續(xù)0部份表示主機(jī)ID。比如，子網(wǎng)掩碼255.255.0.0和255.255.255.0。根據(jù)子網(wǎng)掩碼的格式可以發(fā)現(xiàn)，子網(wǎng)掩碼有0.0.0.0、255.0.0.0、255.255.0.0、255.255.255.0 和 255.255.255.255 共五種。采用這種格式的子網(wǎng) 掩碼每個(gè)網(wǎng)絡(luò)中主機(jī)的數(shù)目相差至少為256倍，不利于靈活根據(jù)企業(yè)需要分配IP地址。比如，一個(gè)企業(yè)有2000臺(tái)計(jì)算機(jī)，用戶要么為其分配子網(wǎng)掩為 255.255.0.0，那么該網(wǎng)絡(luò)可包含 65534臺(tái)計(jì)算機(jī)，將造成63534個(gè)IP地址的 浪費(fèi)；要么用戶為其分配8個(gè)255.255.255.0網(wǎng)絡(luò)，那么必須用路由器連接這

8、個(gè) 8個(gè)網(wǎng)絡(luò)，造成網(wǎng)絡(luò)管理和維護(hù)的負(fù)擔(dān)。網(wǎng)絡(luò)ID是IP地址與子網(wǎng)掩碼進(jìn)行與運(yùn)算獲得，即將 IP地址中表示主機(jī)ID 的部份全部變?yōu)?，表示網(wǎng)絡(luò)ID的部份保持不變，則網(wǎng)絡(luò)ID的格式與IP地址 相同都是32位的二進(jìn)制數(shù)；主機(jī)ID就是表示主機(jī)ID的部份。例題 1 : IP 地址：192.168.23.35 子網(wǎng)掩碼：255.255.0.0網(wǎng)絡(luò) ID:192.168.0.0 主機(jī) ID:23.35例題 2: IP 地址:192.168.23.35子網(wǎng)掩碼：255.255.255.0網(wǎng)絡(luò) ID:192.168.23.0 主機(jī) ID:35四、子網(wǎng)和CIDR將常規(guī)的子網(wǎng)掩碼轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制，將發(fā)現(xiàn)子網(wǎng)掩格式為連續(xù)

9、的二進(jìn)制1跟連續(xù)0，其中子網(wǎng)掩碼中為1的部份表示網(wǎng)絡(luò)ID，子網(wǎng)掩中為0的表示主機(jī)ID。比如 255.255.0.0 轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制為 11111111 11111111 00000000 00000000。在前面所舉的例子中為什么不用連續(xù)的 1部份表示網(wǎng)絡(luò)ID，連續(xù)的0部份 表示主機(jī)ID呢？答案是肯定的，采用這種方案的IP尋址技術(shù)稱之為無(wú)類域間路 由（CIDR）。CIDR技術(shù)用子網(wǎng)掩碼中連續(xù)的1部份表示網(wǎng)絡(luò)ID，連續(xù)的0部 份表示主機(jī)ID。比如，網(wǎng)絡(luò)中包含2000臺(tái)計(jì)算機(jī)，只需要用11位表示主機(jī)ID, 用21位表網(wǎng)絡(luò)ID,則子網(wǎng)掩碼表示為11111111.11111111.11111000.00

10、000000，轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制則為 255.255.248.0。此時(shí)，該網(wǎng)絡(luò)將包含2046臺(tái)計(jì)算機(jī)（2046 ?怎樣算來的，11位表示主機(jī)ID， 2的11次方2048減2），既不會(huì)造成IP地址的浪費(fèi)，也不會(huì)利用路由器連接 網(wǎng)絡(luò)，增加額外的管理維護(hù)量。CIDR表示方法：IP地址/網(wǎng)絡(luò)ID的位數(shù)，比如192.168.23.35/21，其中用 21位表示網(wǎng)絡(luò)ID。例題 1 : 192.168. 23.35/21子網(wǎng)掩碼：11111111 11111111 11111000 00000000 則為 255.255.248.0網(wǎng)絡(luò)ID： 192.168. 00010111.0 （其中第三個(gè)字節(jié)紅色部分表示網(wǎng)

11、絡(luò) ID,其 他表示主機(jī)ID,網(wǎng)絡(luò)ID是表示網(wǎng)絡(luò)ID部份保持不變，主機(jī)ID全部變?yōu)?。10111 的十進(jìn)制值是 23。）；則網(wǎng)絡(luò) ID 為 192.168.16.0 （ 16 ？ IP 地址 192.168.23.35 的二進(jìn)制值是11000000 101010000 00010111 00100011，子網(wǎng)掩碼是 1111111111111111 11111000 00000000 ，相與，得：11000000 10101000 00010000 00000000，對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制值是：192.168.16.0）起始IP地址：192.168.16.1 （主機(jī)ID不能全為0，全為0表示網(wǎng)絡(luò)ID最

12、后一位為1）結(jié)束IP地址：192.168. 00010111.11111110 （主機(jī)ID不能全為1，全為1 表示本地廣播，00010111.11111110 對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制值是23.254 ）則結(jié)束IP地 址為：192.168.23.254。例題2 :將163.135.0.0劃分為16個(gè)子網(wǎng)，計(jì)算前兩個(gè)子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)ID、子網(wǎng)掩碼、起止IP地址。第1步：用CIDR表示163.135.0.0/ 20（20 ?哪里來的？），則子網(wǎng)掩碼為 255.255.240 （ 11110000）.0。第2步：第一網(wǎng)絡(luò)ID（子網(wǎng)掩碼與IP地址與運(yùn)算）：163.135.0.0第一個(gè) IP 地址：163.135.0.1

13、 結(jié)束 IP 地址：163.135.15.254 ；第 3 步：第二網(wǎng)絡(luò) ID: 163.135.16.0第一個(gè) IP 地址：163.135.16.1 結(jié)束 IP 地址：163.135.31.254。五、子網(wǎng)掩碼和網(wǎng)絡(luò)ID的快速計(jì)算方法CIDR的子網(wǎng)掩碼都是連續(xù)的1跟連接的0表示，則子網(wǎng)掩碼有以下幾種表 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的十進(jìn)制數(shù)為255，碼呢？二進(jìn)制的1=1 , 1仁3，111 = 7, 111 仁15那么我們?cè)趺磥砜焖儆?jì)算子網(wǎng)掩；那么 1111 1110=255-1 ，11111100=255-3，1111 1000=255-8，1111 0000=255-15 這樣是不是就很快呢？只要我們一旦確定子網(wǎng)掩碼中有多少位表示網(wǎng)絡(luò)ID,那么我們馬上就可以寫出子網(wǎng)掩碼了。那么，對(duì)于 1000 0000 , 1100 0000和1110 0000 我們又該怎么計(jì) 算呢？ 27=8 ?則 1000 0000=128，1100 0000=128+64

15、，1110 0000=128+64+32，所以我們不需要去記住每一個(gè)為多少，只需要做做簡(jiǎn)單的加 減法就搞定子網(wǎng)掩碼的計(jì)算。網(wǎng)絡(luò)ID的結(jié)果大家都知道網(wǎng)絡(luò)ID部份不變，主機(jī)ID部分全部變?yōu)?，那相應(yīng)在將IP地么在計(jì)算網(wǎng)絡(luò)ID時(shí)，首先看子網(wǎng)掩碼中有多少位用來表示網(wǎng)絡(luò),址轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制時(shí)就只轉(zhuǎn)換前面幾位，比如192.168.176.15/19，網(wǎng)絡(luò)ID 一共19位，則網(wǎng)絡(luò)ID前兩個(gè)字節(jié)為192.168.X.0發(fā)生變化的為第三個(gè)字節(jié)。那么怎 樣快速計(jì)算出這個(gè)變化的X的值呢？我們知道第三字節(jié)只有三位表示網(wǎng)絡(luò) ID,轉(zhuǎn)換時(shí) 176>128，第 1 位為 1,176 128 = 48 V 64，第 2 位

16、為 0, 48 > 32 第 3位為1，剩下的計(jì)算就沒有意義了，全都要轉(zhuǎn)換為0，則網(wǎng)絡(luò)ID為10100000，則網(wǎng)絡(luò)ID為192.168.160.0，這樣計(jì)算反而出錯(cuò)的可能性很小。六、本地和遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)概念網(wǎng)絡(luò)ID相同的計(jì)算機(jī)稱之為本地網(wǎng)絡(luò)，本地網(wǎng)絡(luò)中的計(jì)算機(jī)相互通信不需 要路由器連接；網(wǎng)絡(luò)ID不相同的計(jì)算機(jī)稱之為遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)，遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)中的計(jì)算機(jī) 要相互通信必須通過路由器連接。例題：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？主機(jī)ID全為0和主機(jī)ID全為1的

17、為非法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。例題：192.168.10.14/28，192.168.10.15/28，192.168.10.16/28 哪個(gè)不是 同一網(wǎng)段？網(wǎng)絡(luò)ID相同的就屬于同一網(wǎng)段，貝U 192.168.10.16/28不屬于同一網(wǎng)段。七、子網(wǎng)數(shù)和主機(jī)數(shù)的計(jì)算方法例題：172.168.34.56/20，一共劃分為了多少個(gè)子網(wǎng)，各子網(wǎng)可以包含多少 臺(tái)主機(jī)。172.168.34.56是一個(gè)B類地址，B類地址用16位表示網(wǎng)絡(luò)ID,題目中20 位表示網(wǎng)絡(luò)ID,則子網(wǎng)位數(shù)為4位，那么子網(wǎng)

18、就有24次個(gè)（即從0000、0001 到1111的16種變化）。由于IP地址是32位，用20位表示網(wǎng)絡(luò)ID，則主機(jī)ID的位數(shù)為12位，則 每個(gè)子網(wǎng)可以包含212 2個(gè)IP地址，即可以包含4096個(gè)IP地址。注意：為什么計(jì)算IP地址時(shí)要減2，而計(jì)算子網(wǎng)數(shù)目時(shí)不減2呢？ IP地址 減2的原因是主機(jī)ID不能全為0也不能全為1 ;子網(wǎng)就不存在這個(gè)問題。八、公共IP和私有IP地址IP地址由IANA （Internet地址分配機(jī)構(gòu)）管理和分配，任何一個(gè) IP地址要 能夠在In ternet上使用就必須由IANA分配，IANA分配的能夠在In ternet上正 常使用的IP地址稱之為公共IP地址；IANA保留了一部份IP地址沒有分配給任 何機(jī)構(gòu)和個(gè)人，這部份IP地址不能在In ternet上使用，此類IP地址就稱之為私 有IP地址。為什么私有IP地址不能在In ternet上使用呢？因?yàn)镮n ternet上沒有 私有IP地址的路由。私有IP地址范圍包括