【网络】IP子网划分详解

1、IP地址组成

 

                             IP地址组成示意图

IP地址由32位二进制组成，32位二进制分红了4字节，每字节8位，字节之间用符.（点）分隔，为了方便人们记忆，常常须要转换成十进制数字显示，每字节最大为255（十进制）即二进制表示为11111111（8个1）。

如255.255.255.128转换成二进制结果以下（具体转换方法后面介绍，也能够用在线转换工具转换http://www.023wg.com/jinzhi/），

11111111.11111111.11111111.10000000

那么255对应11111111是怎么来的呢，方法就是255除以2取余数（余数只有1或0两种，小学咱们就学过除法哦）直到除尽为止,取余数时最后一个剩余数放左边，余数从后往前依次排列。

如255/2=127余1

127/2=63余1

63/2=31余1

31/2=15余1

15/2=7余1

7/2=3余1

3/2=1余1

还剩1

依次最后一个剩余数放左边到→排列为11111111。

再举例128的二进制10000000如何得来的，按照前面的算法规则，

128/2=64余0

64/2=32余0

32/2=16余0

16/2=8余0

8/2=4余0

4/2=2余0

2/2=1余0

还剩1

依次最后一个余数放左边得出10000000，这里有个注意点不知你们发现没有，十进制转二进制时最后都是剩余数1哦。

提问，请你们算出64的二进制是多少？看到这里你们知道为何每字节最大为255了吗？答案可进认证网络工程师QQ群474079428获取。

那么二进制转成十进制如何计算呢？咱们后面再介绍。

 

2、默认子网掩码

A类网络的默认子网掩码为255.0.0.0，B类网络的默认子网掩码为255.255.0.0，C类网络的默认子网掩码为255.255.255.0，至于为何是这样，答案能够说是RFC规定的，也能够是…..哦，解释起来好像有点长，你们能够进群聊聊或搞懂本文的主题后再去了解也行，暂时记住这三类就好了。

 

3、理解2的幂

2的幂也称为2的指数，还称为2的次方，如2的2次方、2的3次方等等，你们记住下面的2的幂的结果，不须要死记硬背，有记忆技巧，后面介绍。

2 ¹=2

2²=4

2³=8

2⁴=16

2⁵=32

2⁶=64

2⁷=128

2⁸=256

记忆技巧，不知你们发现没，因为是2的幂，全部相邻的幂的先后都是相差2倍，因此只要知道其中一个幂值，就知道相邻的幂的值。

理解了2的幂，那么咱们来回答前面的问题，二进制如何计算转换成十进制数。一样举例，11111111转成十进制如何计算呢？

从右往左开始依次以每位二进制数值×2的0次幂、2的1此幂、2的2此幂依次类推，算出结果相加获得的和就是十进制数。

1×2⁰+1×2¹+1×2²+1×2³+1×2⁴+1×2⁵+1×2⁶+1×2⁷=1+2+4+8+16+32+64+128=255，这里0次方到7次方恰好8位，注意任何的0次方都是1哦。

再举例，11100000

0×2⁰+0×2¹+0×2²+0×2³+0×2⁴+1×2⁵+1×2⁶+1×2⁷=0+0+0++0+0+32+64+128=224

 

4、CIDR

CIDR（无类别域间路由，Classless Inter-Domain Routing）。CIDR最大的特色是用斜杠（/）来表示子网掩码，指出了子网掩码中有多少位1。这种表示方法咱们常常在运营商给个人IP地址中看到，咱们常常须要根据这种表示方法算出咱们的可用IP地址是哪些。

假如电信给了咱们这段地址61.168.1.32/28，咱们可用的IP地址是多少呢？这个问题咱们先不回答，等后面详细讲解子网划分自后再回头来看。

A类网络默认子网掩码是255.0.0.0，用CIDR表示为/8

B类网络默认子网掩码为255.255.0.0.0，用CIDR表示为/16

C类网络默认子网掩码为255.255.255.0，用CIDR表示为/24

看到这里，你们知道了吧，/8表示占用8位1，即占用一个字节，/16表示占用16位1，即2字节，/24占用24位1，即占用3字节，你们记住这个默认规则，是后面学习子网划分以及之后心算子网划分的重要技巧。

举例，子网掩码255.255.255.128，用CIDR表示是多少呢？首先这是个C类网络地址，前面三个字节都是255，转换成二进制都为1，即11111111.11111111.11111111，即24位1。128转换成二进制位10000000，即1占用了一位。整个子网掩码占用了25位1，因此用CIDR表示为/25，即255.255.255.128（/25），假如IP段为192.168.1.0，用CIDR表示则为192.168.1.0/25。

再举例，192.168.1.0,255.255.255.192，用CIDR表示？首先判断出是C类网络，前面占用了3字节（24位）1，192换算成二进制位11000000，占用了2位1，总共是26位1.因此CIDR表示为192.168.1.0/26。

提问，192.168.1.0/28，你们能算出子网掩码是多少吗？提示，这里就是根据前面的计算方法同样反推回来算

 

下面开始学习子网划分，在实际项目中划分之网以前，首先得搞懂如下几个需求：

1、须要划分红多少个网络（子网）？

假如要划分4个网络，则2^X=4，X=二、要划分8个网络，则2^X=8，X=3，如今知道为何要先搞懂2的幂了吧，这里X就是=2的幂值。

那么X表明什么意思呢？X就是取值多少位1，如11000000，就是借2位，即X=2，反推知道一个字节（8位）若是为11000000，则表示能够划分4个网络（2²=4）；若是为11110000，则表示借4位，能够划分16个网络（2⁴=16）。

 

2、每一个网络须要多少个IP？

计算公式：2^y-2，y表明取值多少位0，如11111000，表明取值3位0，即y=3,得出2³=8-2=6，即每一个网络可用的IP数量是6个。

假如每一个网络须要60台主机的IP，那么如何计算呢？即2^y≥60，根据2的幂算法得出，2⁶=64-2=62，全部y的值为6。

这里公式里为何要减2呢？请你们先思考下，后面重庆网管博客将详细介绍。

 

3、有哪些子网网络（块大小）？

计算公式：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、6四、12八、192。

再举例，加入子网掩码为255.255.255.128，则块大小为256-128=128，即块大小为128，子网0、128。

 

4、每一个子网的子网号和广播地址是多少？

子网号很简单，即子网块值，如掩码为192，则子网块为256-192=64，得出子网为0、6四、12八、192，即子网号为0、6四、12八、192。再如掩码为128，则子网为128，则子网好0、128。

广播地址也很简单，老是下一个子网前面的数。如子网号为0、6四、12八、19二、则广播地址为6三、12七、191。再如子网号为0、128，则广播地址为127.

看到这里你们知道为啥在计算每一个网络可用的IP数时，公式里要-2吗？这是由于每一个子网号（子网号也是一个IP地址）和广播地址是不能配给主机用的。至于为啥不能配给主机用？这个不在本主题讨论范围内，想了解的朋友可用进入认证网络工程师QQ群474079428讨论。

 

5、每一个子网的可用（合法）的主机地址是哪些？

规则就是除去每一个每一个子网的子网号、广播地址，剩下的就是可用的主机地址，如子网号为0、6四、12八、192，则可用的主机地址为1-6二、65-12六、129-190，由于0是子网地址，63是广播地址，一样12八、192是子网地址，12七、191是广播地址。

 

6、C类网络子网划分

举例，192.168.10.0,255.255.255.224

一、可划分红多少个子网？

根据前面的知识，首先把224转换成二进制，得出为11100000，1占了3位，所以2³=8，可用划分8个子网。

二、每一个子网有多少个可用的IP？

这里看0占了5位，所以2⁵-2=30，可用IP数为30.

三、有哪些子网网络？

256-224=32，即以32为基数不断递增，直到224，即0、3二、6四、9六、12八、160、19二、224。即192.168.10.0、192.168.10.3二、192.168.10.6四、192.168.10.9六、192.168.10.12八、192.168.10.160、192.168.10.19二、192.168.10.224。

四、每一个子网网络的广播地址是多少？

每一个子网网络的广播地址老是下一个子网前面的数，即3一、6三、9五、12七、15九、19一、223，即192.168.10.3一、192.168.10.6三、192.168.10.9五、192.168.10.12七、192.168.10.15九、192.168.10.19一、192.168.10.223。

五、每一个子网的可用地址是哪些？

即减去每一个子网的子网地址和广播地址，剩下的就是可用地址。本例中的可用地址为1-30、33-6二、65-9四、129-15八、161-190、193-222。

 

再举例，192.168.10.0/30

一、可划分红多少个子网？

由于CIDR表示的子网掩码，首先得算出占用了多少位1，即30-24（由于是C类网络，前面三个字节都是255，即8位1，共24位1）=6，即6位1。因此2⁶=64，即64个子网。

二、每一个子网有多少个可用的IP？

由于1位占了6个，0位只有2个了，得出2²-2=2，因此是2个可用IP地址。

三、有哪些子网网络？

由于1位占了6个，因此得出2¹+2²+2³+2⁴+2⁵+2⁶=252，即256=252=4，得出块大小为4，子网网络为0、四、八、十二、1六、……、240、24四、24八、252，即192.168.10.0、192.168.10.四、192.168.10.八、……192.168.10.24八、192.168.10.252.

四、每一个子网网络的广播地址是多少？

下一个子网以前的数字，即192.168.10.三、192.168.10.七、192.168.10.十一、……、192.168.10.24七、192.168.10 .251，你算对了吗。

五、每一个子网的可用地址是哪些？

除去子网地址和广播地址就是可用地址，本例中的可用地址为1,二、5,六、……、249,250。

不管是A类、B类、C类网络，在使用子网掩码/30时，每一个子网只包含2个主机地址，这种子网掩码只适合用于点到点链路。

 

7、B类网络子网划分

经过前面的知识咱们知道B类地址中，有16位可用的主机地址，这意味着咱们可将其中的14位用于子网划分，由于至少要保留2位用于主机编址。

举例，172.17.0.0  255.255.128.0

一、可划分红多少个子网？

首先128转换成二进制位10000000，由于此例是属于B类网络，至少须要保留16位掩码位（16位1）因此此处x=1,得出2¹=2。答案是能够划分2个子网。

二、每一个子网有多少个可用的IP？

这里0位总共占了15位，2¹⁵-2=32766.

三、有哪些子网网络？

256-128=128，即0.0、128.0，得出172.17.0.0、172.17.128.0

四、每一个子网网络的广播地址是多少？

下一个子网以前的数字，172.17.127.25五、172.17.255.255.

五、每一个子网的可用地址是哪些？

子网0.0第一个可用地址为172.17.0.1，最后一个可用地址为172.17.127.254；子网128.0第一个可用地址为172.17.128.1，最后一个可用地址为172.17.255.254.

 

再举例，172.17.0.0/20

一、可划分红多少个子网？

由于此例是属于B类网络，至少须要保留16位掩码位（16位1）因此此处x=4,得出2⁴=16。答案是能够划分16个子网。

二、每一个子网有多少个可用的IP？

这里1位占了4位，因此这里0位总共占了12位，2¹²-2=4094.

三、有哪些子网网络？

由于1位占了4位，得出2⁴+2⁵+2⁶+2⁷=240。

256-240=16，即0.0、16.0、……、240.0，得出172.17.0.0、172.17.16.0、……、172.17.240.0。

四、每一个子网网络的广播地址是多少？

下一个子网以前的数字，172.17.15.25五、……、172.17.223.255.

五、每一个子网的可用地址是哪些？

子网0.0第一个可用地址为172.17.0.1，最后一个可用地址为172.17.15.254；……。

 

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