计算机基础之IP地址、子网掩码、网络号、主机号、主机数、网络地址、广播地址

相关概念：IP地址、子网掩码、网络号、主机号、主机数、网络地址、广播地址

IP地址：由4字节/32位表示，通常用点分十进制表示法，例如192.168.1.1，对应的二进制就是11000000 10101000 00000001 00000001

IP地址通常有下面三种表示方法，目前最常用的是CIDR表示法。

IP地址 ::= {<网络号>，<主机号>} //分类IP地址表示法
IP地址 ::= {<网络号>，<子网号>，<主机号>} //子网划分方法
IP地址 ::= {<网络前缀>， <主机号>} / 网络前缀所占位数 //CIDR表示法

子网掩码：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，通过子网掩码可以看出有多少位是网络号，有多少位是主机号。例如：255.255.255.0 二进制是：11111111 11111111 11111111 00000000，可知网络号24位，即全是1；主机号8位，即全是0。

网络地址：把IP地址转成二进制和子网掩码进行与运算（逻辑乘法：0&0=0;0&1=0;1&0=0;1&1=1 ）

广播地址：将运算结果中的网络地址不变，主机地址变为1，结果就是广播地址

主机数：2 ^ 二进制位数的主机 - 2

下面用两个实例来加深理解：

一、IP地址为128.36.199.3，子网掩码是255.255.240.0，算出网络地址、广播地址、地址范围、主机数。

将IP地址和子网掩码进行二进制形式的与运算，可求得网络地址为 128.36.192.0 。
255.255.240.0 转二进制：11111111.11111111.11110000.00000000

通过子网掩码可知网络号有20位，主机号有12位。此时，IP地址也可用CIDR形式表示为 128.36.199.3/20 。

IP地址&子网掩码：128.36.199.3 = 128.36.11000111.00000011

255.255.240.0 = 255.255.11110000.00000000

—————————————

128.36.11000000.00000000 = 128.36.192.0

将运算结果中的网络地址不变，主机地址变为1，结果就是广播地址。
网络地址为128.36.192.0 = 128.36.11000000.00000000

将标红的后12位主机号全都变为1即可得到广播地址：128.36.11001111.11111111 即：128.36.207.255。

地址范围就是含在本网段内的所有主机。网络地址+1即为第一个主机地址，广播地址-1即为最后一个主机地址，由此可以看出地址范围是：网络地址+1 至广播地址-1本例的网络范围是：128.36.192.1 至 128.36.207.254
本例的网络范围是：128.36.192.1 至 128.36.207.254

主机的数量=2^二进制位数的主机-2
主机的数量=2^12-2=4094，减去2是因为主机不包括网络地址和广播地址。

二、根据每个网络的主机数量进行子网地址的规划和计算子网掩码。比如一个子网有10台主机，那么对于这个子网需要的IP地址是：

10＋1＋1＋1＝13
注意：加的第一个1是指这个网络连接时所需的网关地址，接着的两个1分别是指网络地址和广播地址。因为13小于16（16等于2的4次方），所以主机位为4位。而
256－16＝240
所以该子网掩码为255.255.255.240。

如果一个子网有14台主机，不少人常犯的错误是：依然分配具有16个地址空间的子网，而忘记了给网关分配地址。这样就错误了，因为：
14＋1＋1＋1＝17
17大于16，所以我们只能分配具有32个地址（32等于2的5次方）空间的子网。这时子网掩码为：255.255.255.224

参考文章：