计算机⽹络中的IP地址、⼦⽹掩码以及⽹络号、主机号详解及⽰
例
⼀、IP地址
根据TCP/IP协议，连接⽹络上的每个设备都必须有⼀个IP地址，它是⼀个32位的⼆进制数，可以⽤⼗进制数字形式属性，每8个⼆进制位为⼀组，⽤⼀个⼗进制数字来表⽰（即0~255的范围），可以把IP地址理解为⽹络上的⼀个电话号码，例如 192.168.1.1
IP地址
⼆、⼦⽹掩码
⼦⽹掩码⼜叫⽹络掩码、⼦⽹络遮罩，它是⽤来知名IP地址哪些位标识的是主机所在⼦⽹(⽹络号)，以及哪些位标识的是主机的位掩码（主机号）。
主机号的多少决定了⼀个⼦⽹中能使⽤的ip地址多少。
例如：主机号有6位，那么在该⽹络段中，最多只能有2^6-2=62台主机。
⽹络号是⼀个32位⼆进制掩码中，连续为1的位数，
⽐如，在1111 111111111111111111110000 000中，
⽹络号为24位，可以⽤ /24表⽰，相当于255.255.255.0.。
再例如，在1111 111111111111111111111100 0000中，
⽹络号为26位，可以⽤ /26表⽰，相当于255.255.255.192
⼦⽹掩码单独存在没有意义，它必须结合IP地址⼀起使⽤，它只有⼀个作⽤，就是把某个IP地址划分为⽹络地址和主机地址两部分。⼦⽹掩码长度有32位，⽤来屏蔽IP地址的⼀部分以区别⽹络标识和主机标
识，并说明该IP地址是同局域⽹（⽹络ID相同称之为本地⽹络局域⽹，通信不需要路由器转发，反之为远程⽹络）上，还是在远程⽹上。通过⼦⽹掩码可以判断两个IP在不在⼀个局域⽹内部。
对于⼀个C类地址，⽤⼗进制来说，它被认定为前3组为⽹络地址，最后1组为主机地址，⼀个没划分⼦⽹的C类地址，默认有254个可使⽤地址(去掉第⼀个全为0的⽹络地址和最后⼀个全为1的⼴播地址)，例如 192.168.1.0~192.168.1.255。默认的⼦⽹掩码是 /24 相当于 255.255.255.0，⽤⼆进制表⽰为1111 1111 1111 1111 1111 1111 0000 0000
三、IP地址、⼦⽹掩码、⽹络地址、主机地址的关联
IP地址 = ⽹络地址 + 主机地址
⽹络地址 = ⼆进制IP地址和⼆进制⼦⽹掩码的运算结果
应⽤⽰例：
1、按照⼦⽹掩码分割⽹络号和主机号
例⼦⽹掩码为：255.255.255.224，Ip地址为202.112.14.137⾸先将其转化为⼆进制
11111111 11111111 11111111 11100000
可知其⽹络号27位，主机号5位，2的5次⽅等于32，可以得到这个⼦⽹中可以使⽤的IP地址为32个。
IP
⼦⽹掩码⽹络地址A 210.100.1.10
255.255.255.128210.100.1.0B 210.100.1.131
255.255.255.128210.100.1.128C 210.100.1.20
255.255.255.0210.100.1.0D 210.100.1.145
255.255.255.0210.100.1.0测试主机
A B C D A
通不通通通B
不通通不通通C
通不通通通D
通通通通然后将IP 地址转换为⼆进制格式11001010 01110000 000011110 10001001
然后将⼦⽹掩码与IP 地址进⾏与运算（00->0,01->0,11->1,10->0）可得
11001010 01110000 00001110 10000000则可得其⽹络号为202.112.14.128
2、⼦⽹划分与连通测试
⼀个局域⽹中，使⽤交换机连接了4
台计算机，它们的⽹络参数配置如图：
（1） 对四个IP 地址进⾏分析，哪些地址位于同⼀个⼦⽹，哪些地址⽹络地址相同，但是⼦⽹掩码不同。
因 ⽹络地址=将IP 地址转成⼆进制和⼦⽹掩码进⾏与运算所得，可得下表：
可以看出，主机A 、C 、D 的IP 地址在同⼀⼦⽹中，主机A 、C 所在的⽹络地址相同，⼦⽹掩码不同。
（2） 主机互ping ，列出结果，分析原因。
⽹络间通信时，A 、B 、C 、D 之间分别发送数据，如需确定是否在同⼀⽹络，则⽤某台主机的⽹络号与另⼀台主机的⼦⽹掩码进⾏与运算，观察⽹络号与与运算的结果是否相同。
例：当B向A发送数据的时候，将B的⼦⽹掩码与A的IP地址进⾏与运算可得结果210.100.1.0 此时，A认为B不与⾃⼰在⼀个⽹络中，故此时将数据转发给⽹关，同理可得，当B、C互Ping时，不通。有如B向D发送数据时，将B的⼦⽹掩码与D的IP地址进⾏与运算，得210.100.1.128，与B的⽹络地址是⼀致的，此时即认为B与D在同⼀个⽹络中，可以互相Ping通，其他同理可得。
3、计算⼦⽹数的⽅法
把⼦⽹掩码化成2进制看有多少个1，把该进制中1的个数减去第⼀步所得出的位数，即为⼦⽹位数。
如果⼦⽹位数为n，则从理论是讲可以划分出2n个⼦⽹。
⼦⽹个数就是等于2的⼦⽹位数次⽅个。⽐如，⼦⽹位数是4位，所以⼦⽹个数就是：2的4次⽅＝16个⼦⽹。（有些是不能⽤第⼀个⼦⽹和最后⼀个⼦⽹的）
例如，⼀个C段地址的掩码是 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1100 0000  ⼦⽹位数为|24-26|=2 , ⼦⽹个数为2的2次⽅等于4个⼦⽹。
所以，如果你要在⼀个C段地址中划分5个⼦⽹，那就只能把⼦⽹位数设置成3，掩码地址为 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1110 0000  ，⼦⽹位数为|24-27|=3
四、⽹关
⽹关(Gateway)⼜称⽹间连接器、协议转换器。⽹关在⽹络层以上实现⽹络互连，是最复杂的⽹络互连设备，仅⽤于两个⾼层协议不同的⽹络互连。⽹关既可以⽤于⼴域⽹互连，也可以⽤于局域⽹互连。⽹关是⼀种充当转换重任的计算机系统或设备。使⽤在不同的通信协议、数据格式或语⾔，甚⾄体系结构完全不同的两种系统之间，⽹关是⼀个翻译器。与⽹桥只是简单地传达信息不同，⽹关对收到的信息要重新打包，以适应⽬的系统的需求。同层–应⽤层。⽹关实质上是⼀个⽹络通向其他⽹络的IP地址。
五、⽰例
某县局办公楼共有四层，为了做好局域⽹地址规划，该局信息中⼼王⼯计划为办公楼每⼀层分配⼀段IP地址，假设该局可⽤地址是172.56.16.0/24，请协助王⼯做好地址分配⼯作。
1.请为四个⽹段，每⼀层的掩码最合理的是（）
A.255.255.255.0
B.255.255.255.128
C.255.255.255.192
D.255.255.255.222
解析，要划分为4个⼦⽹，因为⼦⽹个数就是等于2的⼦⽹位数次⽅个。所以⼦⽹位数可以使⽤2，也就是掩码为1111 1111 1111 1111 1111 1111 1100 0000 转换为⼗进制是255.255.255.255.192
2.每⼀层可供分配的主机地址有多少（）
A.252
B.126
C.62
D.30
解析，主机号的多少决定了⼀个⼦⽹中能使⽤的ip地址多少。本例中，掩码为 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1100 0000  ⽹络号为26位，主机号6位，那么在该⽹络段中，最多只能有2^6-2=62台主机，减去2台是因为每个⽹络中第⼀个主机位全为0的地址是⽹络地址，最后⼀个全为1的是⼴播地址，不能使⽤。
3.能够与主机172.56.16.16直接通信的是（）
A.172.56.16.33
B.172.56.16.77
C.172.56.16.160
D.172.56.16.222
解析，直接看就是16和32都在第⼀个⼦⽹62个地址中，所以必定能通信。计算可以⽤本⽅IP和对⽅掩码
的⼆进制运算，可以得到和⾃⼰相同同的⽹络号。
172.56.16.33转换为⼆进制
1010 1100 0011 1000 0001 0000 0010 0001
255.255.255.255.192
1111 1111 1111 1111 1111 1111 1100 0000
运算后
10101100 00111000 00010000 00000000
转换为⼗进制 172.56.16.0 和172.56.16.16的⽹络号相同。
⽹络号(⽹络地址) ⽤⼦⽹掩码和IP地址运算得到。
4.路由表中路由表项包括（）
A.⽬的⽹络和到达该⽹络的完整路径
B⽬的主机和到达该⽬的主机的完整路径
tcp ip协议中ip是指C.⽬的⽹络和到达该⽬的⽹络下⼀跳路由器的IP地址
D.⽬的⽹络和到达该⽬的⽹络下⼀跳路由器的MAC地址
⽬标地址段掩码下⼀跳路由器IP（⽹关）
route-static 172.56.17.0    0.0.0.0    172.56.16.1
5.那么四层办公楼地址块经过聚合后的地址是（）
A.172.56.16.0/24
B.172.56.16.0/25
C.172.56.16.0/26
D.172.56.16.0/27
四个⼦⽹的地址为 172.56.16.0/26 172.56.16.64/26 172.56.16.128/26 172.56.16.192/26
IP地址聚合，就是把两个⼩⽹络合并为⼀个⼤⽹络，主要是通过修改⼦⽹位实现。通俗点说就是合为⼀个⽹段。要计算IP地址聚合后的地址，其实就是⽐较⼏个IP的⽹络前缀，相同的部分有多少位，这多少位就是聚合后的IP，⼦⽹掩码就是把相同的⽹络前缀变为1，剩下的为0，算出⼗进制就可以了。
最后⼀组都换算成⼆进制
这个IP聚合算不出答案。

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