计算机网络——主机IP地址、子网掩码、广播地址、网络数、主机数计算方法

一、概念

1.1 主机IP地址

主机IP地址（Internet Protocol Address）：是主机的唯一标识，保证主机间正常通信。IP地址由网络地址+主机地址构成，网络号相当于电话区号，主机号相当于电话号码。Ipv4分为A、B、C、D、E五类地址，任何一个Ipv4的IP地址由共由32位二进制数构成，每段8位，共4段，点分十进制的表示为a.b.c.d格式。

• A类地址范围：1.0.0.0到127.255.255.254
• B类地址范围：128.0.0.0到191.255.255.255
• C类地址范围：192.0.0.0到223.255.255.255
• D类地址范围：224.0.0.0到239.255.255.255
• E类地址范围：240.0.0.0到247.255.255.255

特殊的IP地址：

• 0.0.0.0 代表任意网络地址。已经不是真正意义上的ip地址，它表示的是所有不清楚主机和目的网络，这里的不清楚指的是在本机路由表里没有特定条目指明如何到达。
• 127.X.X.X 本地回环地址,用于测试TCP/IP协议。凡是127开头的IP地址都是回环地址，可以理解为虚拟网卡，主要用于本机中各应用之间的网络交互，外部设备是无法通过回环地址访问本机的。
• 169.254.X.X DHCP服务保留。
• 255.255.255.255 本地广播地址。

1.2 子网掩码

子网掩码：又叫网络掩码，是一个32位的2进制数。子网掩码不能单独存在，它必须结合IP地址一起使用。子网掩码只有一个作用，就是将某个IP地址划分成网络地址和主机地址两部分。

①通过子网掩码，就可以判断两个IP在不在一个局域网内部。

②子网掩码可以看出有多少位是网络号，有多少位是主机号。

③其对应的IP地址中网络地址的所有位置都为1，对应于主机地址的所有位置都为0。

• A类网络的默认子网掩码是255.0.0.0，二进制11111111 00000000 00000000 00000000
• B类网络的默认子网掩码是255.255.0.0，二进制11111111 11111111 00000000 00000000
• C类网络的默认子网掩码是255.255.255.0，二进制11111111 11111111 11111111 00000000

1.3 广播地址

广播地址（Broadcast Address）：是专门用于同时向网络中所有工作站进行发送的一个地址。

1.4 子网划分

子网划分：是通过借用IP地址的若干位主机位来充当子网地址从而将原网络划分为若干子网而实现的。

二、计算

2.1 已知IP地址和子网掩码，计算网络地址和主机地址：

将子网掩码和IP地址按位进行逻辑“与”运算，得到IP地址的网络地址，剩下的部分就是主机地址。

2.2 已知IP地址和子网掩码，计算广播地址：

将子网掩码和IP地址按位进行逻辑“与”运算，得到的结果，网络地址不变，主机地址全变为1，结果就是广播地址。

2.3 已知子网掩码，计算主机数：

y=子网掩码中，0的个数。

主机数=2的y次方-2。

第一个主机地址：网络地址+1

最后一个主机地址：广播地址-1

主机IP地址范围是： 网络地址+1 到 广播地址-1（记忆口诀：“掐头去尾”）。

主机号各位全部为“0”的IP地址：该地址用于标识网络，不能分配给主机，因此不能作为数据的源地址和目的地址。

主机号各位全部为“1”的IP地址：TCP/IP规定，主机号各位全部为“1”的IP地址用于广播，叫作广播地址。

2.4 已知子网掩码，计算会产生多少个子网：

x=子网掩码中，网络位借用主机的位数，即2进制为1的部分。

子网个数=2的x次方-2。

2.5 已知子网掩码，计算块大小：

块大小=256-子网掩码。

假如子网掩码为255.255.255.192，则块大小为256-192=64，即块大小为64。从0开始以64为基数不断递增，直到达到子网掩码值，中间的结果即为子网，本例中子网即0、64、128、192。