子網掩碼的計算

 : 給出IP算子網

通常考試中都會給定一個IP地址和對應的子網掩碼，讓你計算

　　一、子網數目

　　二、網絡號

　　三、主機號

　　四、廣播地址

　　五、可用IP地址範圍

　　首先，不要管這個IP是A類仍是B類仍是C類，IP是哪一類對於解題是沒有任何意義的，由於在不少題中B類掩碼和A類或是C類網絡一塊兒出現，不要把這認爲是一個錯誤，不少時候都是這樣出題的。

　　其次，應該掌握如下一些知識：

　　一、明確「子網」的函義：

　　子網褪前巖桓齟笸治父魴⊥扛魴⊥腎P地址數目都是同樣多的。這個小網就叫作這個大網的子網。大網能夠是A類大網(A類網絡)，也能夠是B類大網，還多是C類大網。

　　⑴、二進制數轉爲十進制

　　比方說在不牽涉到IP地址的計算時，將二進制的111轉換爲十進制，採用的方法是（2的2次方+2的1次方+2的0次方，即4+2+1），獲得的結果是十進制的7。可是在計算IP地址時的的二進制到十進制的轉換就不能採用這種方式了，二進制的111轉換爲十進制時，看到有幾個「1」，就表示爲2的幾回方，這裏有三個「1」，就是2的3次方，即在計算IP地址時，二進制的111轉換爲十進制就是2的3次方，2的3次方的結果是8。）

　　⑵、網絡的總個數和可用個數

　　A類網絡的個數有2的7次方個，即128個。根據網絡規範的規定，應該再去除128箇中的第一個和最後一個，那麼可用的A類網絡的個數是126個。

　　B類網絡的個數有2的14次方個，即16384個。根據網絡規範的規定，應該再去除16384箇中的第一個和最後一個，那麼可用的B類網絡的個數是16382個。

　　C類網絡的個數有2的21次方個，即2097152個。根據網絡規範的規定，應該再去除16384箇中的第一個和最後一個，那麼可用的C類網絡的個數是2097150個。 

 

⑶、網絡的總IP數和可用IP地址數

　　每一個A類大網(A類網絡)中容納2的24次方個IP地址，即16777216個IP地址；每一個B類大網中容納着2的16次方個IP地址，即65536個IP地址；每一個C類大網中容納着2的8次方個IP地址，即256個IP地址。可用的IP地址數是在總IP地址數的基礎上減2獲得。

　　若是把一個B類大網劃分爲32個小網，那麼每一個小網的IP地址數目就是65536/32=2048；若是把C類大網劃分爲32個小網，那麼每一個小網的IP地址數目就是256/32=8。

　　二、明確「掩碼」的函義：

　　掩碼的做用就是用來告訴電腦把「大網」劃分爲多少個「小網」! 好多書上說，掩碼是用來肯定IP地址所在的網絡號，用來判斷另外一個IP是否是與當前IP在同一個子網中。這也對，可是對於咱們作題來講，意義不大。咱們要明確：掩碼的做用就是用來告訴電腦把「大網」劃分爲多少個「小網」! 掩碼是用來肯定子網數目的依據！

　　三、明確十進制數與8位二進制數的轉換

　　作這類題要可以在心中將255之內的十進制數轉換爲對應的二進制數。能夠參考這個公式表（第一行是二進制，第二行是十進制）：

　　1　　　 1　　　1　　　1　　　1　　 1　　 1　　 1

　　128　　 64　　 32　　 16　　 8　　 4　　 2　　 1

　　能夠看到：

　　第一行左起第一個二進制1對應十進制的128

　　第一行左起第二個1對應十進制的64......依次類推。

　　上面這些關係要牢記，這是進制轉換的基礎！

　　比方說將十進制的133轉爲二進制，能夠這樣想：由於133和128比較近，又因爲公式表中左起第一個二進制1表示128，因此能夠立刻將待轉換成8位二進制的最左邊的一位肯定下來，定爲1。再接下來，看到133和128只相差5，而5是4與1的和，而4與1分別對應公式表中的左起第6和第8位，因此十進制的133轉換爲8位二進制表示就是10000101，對應以下：  

1　　　 0　　 0　　 0　　 0　　 1　　 0　　 1 （二進制表示的133）

　　128　　 0　　 0　　 0　　 0　　 4　　 0　　 1 （十進制表示的133）

　　其它255之內的十進制數轉換爲8位二進制數的方法依此類推。

　　四、牢記各種網絡的默認掩碼

　　A類網絡的默認掩碼是255.0.0.0，換算成二進制就是 11111111.00000000.00000000.00000000；默認掩碼意味着沒有將A類大網(A類網絡)再劃分爲若干個小網。掩碼中的1表示網絡號，24個0表示在網絡號肯定的狀況下（用二進制表示的IP地址的左邊8位固定不變），用24位二進制數來表示IP地址的主機號部分。（IP地址是由網絡號+主機號兩部分構成）

　　B類網絡的默認掩碼是255.255.0.0，換算成二進制就是 11111111.11111111.00000000.00000000；默認掩碼意味着沒有將B類大網再劃分爲若干個小網。16個0表示在網絡號肯定的狀況下（用二進制表示的IP地址的左邊16位固定不變）能夠用16位二進制數來表示IP地址的主機號部分。（能夠把B類默認掩碼理解爲是將A類大網(A類網絡)劃分爲2的8次方(即256）個小網）

　　C類網絡的默認掩碼是255.255.255.0，換算成二進制就是 11111111.11111111.11111111.00000000；默認掩碼意味着沒有將C類大網再劃分爲若干個小網。這裏的8個0表示在網絡號肯定的狀況下（用二進制表示的IP地址的左邊24位固定不變），能夠用8位二進制數來表示IP地址的主機部分。（能夠把C類默認掩碼理解爲是將A類大網(A類網絡)劃分爲2的16次方(即65536）個小網，是將B類大網劃分爲2的8次方（即256）個小網）

　　五、關於正確有效的掩碼：

　　正確有效的掩碼應該知足必定的條件，即把十進制掩碼換算成二進制後，掩碼的左邊部分必定要是全爲1且中間不能有0出現。比方說將255.255.248.0轉爲二進制是 11111111.11111111.11111000.00000000，能夠看到左邊都是1，在1的中間沒有0出現（0都在1的右邊），這樣就是一個有效的掩碼。咱們再來看254.255.248.0，轉成二進制是 11111110.11111111.11111000.00000000，這不是一個正確有效的掩碼，由於在1中間有一個0的存在。 

 

六、關於子網掩碼的另類表示法：

　　有些題目中不是出現如255.255.248.0這樣的子網掩碼，而是出現 IP地址/數字這樣的形式，這裏的/數字就是子網掩碼的另類表示法。咱們將255.255.248.0轉爲二進制的形式是 11111111.11111111.11111000.00000000，能夠看到左邊是有21個1，因此咱們能夠將255.255.248.0這個掩碼錶示爲/21。

　　七、網絡中有兩個IP地址不可用：

　　不論是A類仍是B類仍是C類網絡，在不劃分子網的狀況下，有兩個IP地址不可用：網絡號和廣播地址。好比在一個沒有劃分子網的C類大網中用202.203.34.0來表示網絡號，用202.203.34.255來表示廣播地址，由於C類大網的IP地址有256個，如今減去這兩個IP地址，那麼可用的IP地址就只剩下256-2=254個了。若是題目問：把一個C類大網劃分爲4個子網，會增長多少個不可用的IP地址？能夠這樣想：在C類大網不劃分子網時，有兩個IP地址不可用；如今將C類大網劃分爲4個子網，那麼每一個子網中都有2個IP地址不可用，因此4個子網中就有8個IP地址不可用，用8個IP地址減去沒劃分子網時的那兩個不可用的IP地址，獲得結果爲6個。因此在將C類大網劃分爲4個子網後，將會多出6個不可用的IP地址。

　　八、根據掩碼來肯定子網的數目

　　首先看題中給出的掩碼是屬於哪一個默認掩碼的「範圍」內，這樣咱們就能夠知道是對A類仍是B類仍是C類大網來劃分子網。比方說202.117.12.36/30，咱們先把/30這種另類的掩碼錶示法轉換爲咱們習慣的表示法： 11111111.11111111.11111111.11111100，轉爲十進制是255.255.255.252。咱們能夠看到，這個掩碼的左邊三節與C類默認掩碼相同，只有第四節與C類默認掩碼不一樣，因此咱們認爲255.255.255.252這個掩碼是在C類默認掩碼的範圍以內的，意味着咱們將對C類網絡進行子網劃分。由於C類網絡的默認掩碼是255.255.255.0，將C類默認掩碼轉換爲二進制是11111111.11111111.11111111.00000000,這裏的8個0表示能夠用8位二進制數來表示IP地址，也就是說C類大網中可有2的8次方個IP地址，也就是256個IP地址。這道題中的掩碼的最後一節是252，轉換爲二進制是11111100，由於1表示網絡號，因此111111就表示將C類大網劃分爲（111111）2進制個子網。將111111轉換爲十進制是64，因此就表示將C類大網劃分爲64個子網，每一個子網的IP地址數目是256/64=4，去除子網中的第一個表示子網號的IP地址和最後一個表示廣播地址的IP地址，子網中的可分配的IP地址數目就是子網中的總的IP地址數目再減去2，也就是4-2=2個。  

 

九、綜合實例：

　　已知172.31.128.255/18，試計算：

　　一、子網數目,

　　二、網絡號，

　　三、主機號，

　　四、廣播地址，

　　五、可分配IP的起止範圍

　　解：

　　一、算子網數目

　　首先將/18換成爲咱們習慣的表示法:

　　11111111.11111111.11000000.000000轉爲十進制就是255.255.192.0，能夠看到這個掩碼的左邊兩節和B類默認掩碼是一致的，因此這個掩碼是在B類默認掩碼的範圍內，意味着咱們將對B類大網進行子網劃分。B類掩碼默類是用16位(16個0)來表示可分配的IP地址，本題中的掩碼在B類默認掩碼的基礎上多出了兩個表示網絡號的1，這就是說是將B類大網劃分爲(11)2進制個子網，將(11)2進制轉換爲十進制就是4，因此本題中是將B類大網劃分爲4個子網。

　　二、算網絡號

　　用公式：將IP地址的二進制和子網掩碼的二進制進行「與」（and）運算，獲得的結果就是網絡號。「與運算」的規則是1和1得1，0和1得0，1和0得0。

　　172.31.128.255轉爲二進制是10101100.00011111.10000000.11111111，掩碼是：11111111.11111111.11000000.00000000

　　因此：

　　10101100.00011111.10000000.11111111

　　11111111.11111111.11000000.00000000

　　10101100.00011111.10000000.00000000

　　將10101100.00011111.10000000.00000000

　　轉換爲十進制就是172.31.128.0，因此網絡號是172.31.128.0

　　三、算主機號

　　也用公式：用IP地址的二進制和（子網掩碼的二進制的反碼）進行「與」運算，獲得的結果就是主機號。反碼就是將本來是0的變爲1，本來是1的變爲0。因爲掩碼是11111111.11111111.11000000.00000000

　　因此其反碼錶示爲00000000.00000000.00111111.11111111，再將IP地址的二進制和掩碼的反碼錶示法進行「與」運算：

　　10101100.00011111.10000000.11111111

　　00000000.00000000.00111111.11111111

　　00000000.00000000.00000000.11111111

　　將00000000.00000000.00000000.11111111

　　轉換爲十進制是0.0.0.255，咱們將左邊的0去掉，只留右邊的數字，因此咱們說這個IP的主機號是255。主機號是表示網絡號再加上255就是這個IP地址了。

　　四、算廣播地址

　　也用公式：在獲得網絡號的基礎上，將網絡號右邊的表示IP地址的主機部分的二進制位所有填上1，再將獲得的二進制數轉換爲十進制數就能夠獲得廣播地址。由於本題中子網掩碼是11111111.11111111.11000000.00000000，網絡號佔了18位，因此本題中表示IP地址的主機部分的二進制位是14位，咱們將網絡號172.31.128.0，轉換爲二進制是10101100.00011111.10000000.00000000，而後從右邊數起，將14個0所有替換爲1，即：10101100.00011111.10111111.11111111，這就是這個子網的廣播地址的二進制表示法。將這個二進制廣播地址轉換爲十進制就是172.31.191.255

　　五、算可用IP地址範圍

　　由於網絡號是172.31.128.0，廣播地址是172.31.191.255，因此子網中可用的IP地址範圍就是從網絡號+1 到廣播地址-1，因此子網中的可用IP地址範圍就是從172.31.128.1-172.31.191.254。