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# 详解IP与子网掩码的关系 (opens new window)

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<stdio.h>
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int

uchar bin1num(uchar num);

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


uchar DefaultSubnetMaskAbbr;
if(IP[0]<224) DefaultSubnetMaskAbbr = 24;
if(IP[0]<192) DefaultSubnetMaskAbbr = 16;
if(IP[0]<128) DefaultSubnetMaskAbbr = 8;

uchar SubnetMaskAbbr = bin1num(SubnetMask[0])+bin1num(SubnetMask[1])+bin1num(SubnetMask[2])+bin1num(SubnetMask[3]);

uchar Network[] = {IP[0] & SubnetMask[0], IP[1] & SubnetMask[1], IP[2] & SubnetMask[2], IP[3] & SubnetMask[3]};

uchar Broadcast[] = {(~SubnetMask[0])|Network[0], (~SubnetMask[1])|Network[1], (~SubnetMask[2])|Network[2], (~SubnetMask[3])|Network[3]};

uint SubnetNum = 1;
for(int i=0; i<SubnetMaskAbbr-DefaultSubnetMaskAbbr; i++) {
SubnetNum *=2;
}

uint HostNum = 1;
for(int i=0; i<32-SubnetMaskAbbr; i++) {
HostNum *=2;
}


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);
}


uchar bin1num(uchar num) {
uchar Divisor[] = {128,64,32,16,8,4,2,1};
uchar Remainder = num; 
uchar ret;
for(ret=0; ret<10; ret++) {
if(Remainder>0) Remainder = Remainder%Divisor[ret];
else break;
}
return ret;
}