详解IP与子网掩码的关系
|
网络
|
mgh

1056 字
|
8 分钟

IP地址

IP地址是一个32位的二进制数，通常被分割为4个“8位二进制数”。

IP地址分类

二进制表示
地址类型 二进制地址范围
A类地址 00000000 00000000 00000000 00000001 – 01111111 11111111 11111111 11111111
B类地址 10000000 00000000 00000000 00000000 – 10111111 11111111 11111111 11111111
C类地址 11000000 00000000 00000000 00000000 – 11011111 11111111 11111111 11111111
D类地址 11100000 00000000 00000000 00000000 – 11101111 11111111 11111111 11111111
E类地址 11110000 00000000 00000000 00000000 – 11110111 11111111 11111111 11111111
十进制表示
地址类型 十进制地址范围 特征
A类地址 1.0.0.0 – 127.255.255.255 第1个8位中的第1位始终为0
B类地址 128.0.0.0 – 191.255.255.255 第1个8位中的第1、2位始终为10
C类地址 192.0.0.0 – 223.255.255.255 第1个8位中的第1、2、3位始终为110
D类地址 224.0.0.0 – 239.255.255.255 第1个8位中的第1、2、3、4位始终为1110
E类地址 240.0.0.0 – 247.255.255.255 第1个8位中的第1、2、3、4、5位始终为11110

特殊：

D类地址：用于组播

E类地址：用于科研保留

注意：

A类地址 从1.0.0.0 到126.255.255.255 ， 其中127.x.x.x段地址空间是被保留的回环地址

IP地址构成

IP地址 = 网络地址 + 主机地址

地址类型 网络地址 主机地址
A类地址 前8位 后24位
B类地址 前16位 后16位
C类地址 前24位 后8位
网络地址

网络地址（Network address）由ip和子网掩码按位与得出，只有网络地址相同的ip才在同一子网内

网络地址是子网中最小的地址

计算方式：网络地址 = IP & 子网掩码

主机地址

主机（IP）地址即该网段中 主机的地址编号

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

广播地址是该子网主机地址全1的地址，即子网中最大的地址

计算方式：广播地址 = (~子网掩码) | 网络地址

子网掩码

子网掩码 （Subnet mask）是一个32位的2进制数 ，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。

缩写

有时候我们会看到192.168.1.123/24这样的表示方法，其中/24就是子网掩码255.255.255.0的缩写

计算方式：二进制子网掩码中1的个数

默认子网掩码

网络类型 默认子网掩码 缩写
A类地址 255.0.0.0 /8
B类地址 255.255.0.0 /16
C类地址 255.255.255.0 /24

子网容量计算

子网数

根据子网掩码可划分的最大子网数

计算方式：子网数 = 2^(实际子网掩码缩写 – 相应网络类型默认子网掩码缩写)

最大主机数

计算方式：最大主机数 = 2^(主机地址的位数)

可用主机数

计算方式：可用主机数 = 最大主机数 – 2

因为一个子网中主机号全为0的是网络地址，全为1的是广播地址，所以要 -2

代码计算示例

下面代码采用C语言编写(c11)

#include 
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int

uchar bin1num(uchar num);

void main() {
    uchar IP[] = {192, 168, 1, 53};            // IP地址
    uchar SubnetMask[] = {255, 255, 255, 224}; //子网掩码

    //网络类型和默认子网掩码缩写
    uchar DefaultSubnetMaskAbbr;
    if(IP[0] < 224) DefaultSubnetMaskAbbr = 24;    //C类地址
    if(IP[0] < 192) DefaultSubnetMaskAbbr = 16;    //B类地址
    if(IP[0] < 128) DefaultSubnetMaskAbbr = 8;    //A类地址
    //实际子网掩码缩写：二进制中1的个数
    uchar SubnetMaskAbbr = bin1num(SubnetMask[0]) + bin1num(SubnetMask[1]) + bin1num(SubnetMask[2]) + bin1num(SubnetMask[3]);
    //网络地址：IP & 子网掩码
    uchar Network[] = {IP[0] & SubnetMask[0], IP[1] & SubnetMask[1], IP[2] & SubnetMask[2], IP[3] & SubnetMask[3]};
    //广播地址：(~子网掩码)|网络地址
    uchar Broadcast[] = {(~SubnetMask[0])|Network[0], (~SubnetMask[1])|Network[1], (~SubnetMask[2])|Network[2], (~SubnetMask[3])|Network[3]};
    //子网数：2^(实际子网掩码缩写-默认子网掩码缩写)
    uint SubnetNum = 1;
    for (int i = 0; i < SubnetMaskAbbr - DefaultSubnetMaskAbbr; i++) {
        SubnetNum *= 2;
    }
    //最大主机数：2^(32-子网掩码缩写)
    uint HostNum = 1;
    for(int i = 0; i < 32 - SubnetMaskAbbr; i++) {
        HostNum *=2;
    }

    /*打印结果*/
    printf("ip地址：%d.%d.%d.%d\n", IP[0], IP[1], IP[2], IP[3]);
    printf("子网掩码：%d.%d.%d.%d\n", SubnetMask[0], SubnetMask[1], SubnetMask[2], SubnetMask[3]);
    if(DefaultSubnetMaskAbbr == 8) printf("网络类型：A类\n");
    if(DefaultSubnetMaskAbbr == 16) printf("网络类型：B类\n");
    if(DefaultSubnetMaskAbbr == 24) printf("网络类型：C类\n");
    printf("子网掩码缩写：%d\n", SubnetMaskAbbr);
    printf("网络地址：%d.%d.%d.%d\n", Network[0], Network[1], Network[2], Network[3]);
    printf("广播地址：%d.%d.%d.%d\n", Broadcast[0], Broadcast[1], Broadcast[2], Broadcast[3]);
    printf("子网数：%d\n", SubnetNum);
    printf("最大主机数：%d\n", HostNum);
    printf("可用主机数：%d\n", HostNum - 2);
}

//计算8位二进制数1的个数(1必须从第一位开始，每个1必须相邻)
uchar bin1num(uchar num) {
    uchar Divisor[] = {128, 64, 32, 16, 8, 4, 2, 1}; //除数(8位)
    uchar Remainder = num;     //余数
    uchar ret;    //结果
    for (ret = 0; ret < 10; ret++) {
        if(Remainder > 0) Remainder = Remainder%Divisor[ret];
        else break;
    }
    return ret;
}
上一篇
下一篇