一、IP地址與網(wǎng)絡(luò)分類 

(1)IP地址  

我們知道，不同的物理網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有不同的編址方式；不同物理網(wǎng)絡(luò)中的主機(jī)，有不同的物理網(wǎng)絡(luò)地址。網(wǎng)間網(wǎng)技術(shù)是將不同物理網(wǎng)絡(luò)技術(shù)統(tǒng)一起來的高層軟件技術(shù)。網(wǎng)間網(wǎng)技術(shù)采用一種全局通用的地址格式，為全網(wǎng)的每一網(wǎng)絡(luò)和每一主機(jī)都分配一個(gè)網(wǎng)間網(wǎng)地址，以此屏蔽物理網(wǎng)絡(luò)地址的差異。 

IP協(xié)議提供一種全網(wǎng)間網(wǎng)通用的地址格式，并在統(tǒng)一管理下進(jìn)行地址分配，保證一個(gè)地址對(duì)應(yīng)一臺(tái)網(wǎng)間網(wǎng)主機(jī)（包括網(wǎng)關(guān)），這樣物理地址的差異被IP層所屏蔽。IP層所用到的地址叫做網(wǎng)間網(wǎng)地址，又叫IP地址。它由網(wǎng)絡(luò)號(hào)和主機(jī)號(hào)兩部分組成，統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的所有主機(jī)使用相同的網(wǎng)絡(luò)號(hào)，主機(jī)號(hào)是唯一的。 

IP地址是一個(gè)32為的二進(jìn)制數(shù)，分成4個(gè)字段，每個(gè)字段8位。 

(2)三類主要的網(wǎng)絡(luò)地址 

我們知道，從LAN到WAN，不同種類網(wǎng)絡(luò)規(guī)模相差很大，必須區(qū)別對(duì)待。因此按網(wǎng)絡(luò)規(guī)模大小，將網(wǎng)絡(luò)地址分為主要的三類，如下： 

A類：  

0 1 2 3 8 16 24  

3 1 0網(wǎng)絡(luò)號(hào)主機(jī)號(hào)  

B類：  

1 0網(wǎng)絡(luò)號(hào)主機(jī)號(hào)  

C類：  

1 1 0網(wǎng)絡(luò)號(hào)主機(jī)號(hào) 

A類地址用于少量的（最多27個(gè)）主機(jī)數(shù)大于216的大型網(wǎng)，每個(gè)A類網(wǎng)絡(luò)可容納最多224臺(tái)主機(jī)；B類地址用于主機(jī)數(shù)介于28～216之間數(shù)量不多不少的中型網(wǎng)，B類網(wǎng)絡(luò)最多214個(gè)；C類地址用于每個(gè)網(wǎng)絡(luò)只能容納28臺(tái)主機(jī)的大量小型網(wǎng)，C類網(wǎng)絡(luò)最多221個(gè)。 

除了以上A、B、C三個(gè)主類地址外，還有另外兩類地址，如下：  

D類：  

1 1 1 0多目地址 

 E類：  

1 1 1 1 0留待后用  

其中多目地址（multicast address）是比廣播地址稍弱的多點(diǎn)傳送地址，用于支持多目傳輸技術(shù)。E類地址用于將來的擴(kuò)展之用。 

(3)TCP/IP規(guī)定網(wǎng)絡(luò)地址 

除了一般地標(biāo)識(shí)一臺(tái)主機(jī)外，還有幾種具有特殊意義的特殊形式。 

*廣播地址 

TCP/IP規(guī)定，主機(jī)號(hào)全為“1”的網(wǎng)絡(luò)地址用于廣播之用，叫做廣播地址。所謂廣播，指同時(shí)向網(wǎng)上所有主機(jī)發(fā)送報(bào)文。 

*有限廣播 

前面提到的廣播地址包含一個(gè)有效的網(wǎng)絡(luò)號(hào)和主機(jī)號(hào)，技術(shù)上稱為直接廣播（directed boradcasting）地址。在網(wǎng)間網(wǎng)上的任何一點(diǎn)均可向其他任何網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行直接廣播，但直接廣播有一個(gè)缺點(diǎn)，就是要知道信宿網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)號(hào)。 

有時(shí)需要在本網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部廣播，但又不知道本網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)號(hào)。TCP/IP規(guī)定，32比特全為“1”的網(wǎng)間網(wǎng)地址用于本網(wǎng)廣播，該地址叫做有限廣播地址（limited broadcast address）。 

*“0”地址 

TCP/IP協(xié)議規(guī)定，各位全為“0”的網(wǎng)絡(luò)號(hào)被解釋成“本”網(wǎng)絡(luò)。 

*回送地址 

A類網(wǎng)絡(luò)地址127是一個(gè)保留地址，用于網(wǎng)絡(luò)軟件測(cè)試以及本地機(jī)進(jìn)程間通信，叫做回送地址（loopback address）。無論什么程序，一旦使用回送地址發(fā)送數(shù)據(jù)，協(xié)議軟件立即返回之，不進(jìn)行任何網(wǎng)絡(luò) 

傳輸。 

TCP/IP協(xié)議規(guī)定，一、含網(wǎng)絡(luò)號(hào)127的分組不能出現(xiàn)在任何網(wǎng)絡(luò)上；二、主機(jī)和網(wǎng)關(guān)不能為該地址廣播任何尋徑信息。由以上規(guī)定可以看出，主機(jī)號(hào)全“0”全“1”的地址在TCP/IP協(xié)議中有特殊含義，不能用作一臺(tái)主機(jī)的有效地址。  

二、子網(wǎng)掩碼 

(1)子網(wǎng)TCP/IP網(wǎng)間網(wǎng)技術(shù)產(chǎn)生于大型主流機(jī)環(huán)境中，它能發(fā)展到今天的規(guī)模是當(dāng)初的設(shè)計(jì)者們始料未及的。網(wǎng)間網(wǎng)規(guī)模的迅速擴(kuò)展對(duì)IP地址模式的威脅并不是它不能保證主機(jī)地址的唯一性，而是會(huì)帶來兩方面的負(fù)擔(dān)：第一，巨大的網(wǎng)絡(luò)地址管理開銷；第二，網(wǎng)關(guān)尋徑急劇膨脹。其中第二點(diǎn)尤為突出，尋徑表的膨脹不僅會(huì)降低網(wǎng)關(guān)尋徑效率（甚至可能使尋徑表溢出，從而造成尋徑故障），更重要的是將增加內(nèi)外部路徑刷新時(shí)的開銷，從而加重網(wǎng)絡(luò)負(fù)擔(dān)。 

因此，迫切需要尋求新的技術(shù)，以應(yīng)付網(wǎng)間網(wǎng)規(guī)模增長帶來的問題。仔細(xì)分析發(fā)現(xiàn)，網(wǎng)間網(wǎng)規(guī)模的增長在內(nèi)部主要表現(xiàn)為網(wǎng)絡(luò)地址的增減，因此解決問題的思路集中在：如何減少網(wǎng)絡(luò)地址。于是IP網(wǎng)絡(luò) 

地址的多重復(fù)用技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。通過復(fù)用技術(shù)，使若干物理網(wǎng)絡(luò)共享同一IP網(wǎng)絡(luò)地址，無疑將減 

少網(wǎng)絡(luò)地址數(shù)。 

子網(wǎng)編址（subnet addressing）技術(shù)，又叫子網(wǎng)尋徑（subnet routing），英文簡稱subnetting，是最廣泛使用的IP網(wǎng)絡(luò)地址復(fù)用方式，目前已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，并成為IP地址模式的一部分。 

一般的，32位的IP地址分為兩部分，即網(wǎng)絡(luò)號(hào)和主機(jī)號(hào)，我們分別把他們叫做IP地址的“網(wǎng)間網(wǎng)部分”和“本地部分”。子網(wǎng)編址技術(shù)將本地部分進(jìn)一步劃分為“物理網(wǎng)絡(luò)”部分和“主機(jī)”部分，如圖： 

網(wǎng)間網(wǎng)部分物理網(wǎng)絡(luò)主機(jī) 

|←網(wǎng)間網(wǎng)部分→|←────本地部分─────→|  

其中“物理網(wǎng)絡(luò)”用于標(biāo)識(shí)同一IP網(wǎng)絡(luò)地址下的不同物理網(wǎng)絡(luò)，既是“子網(wǎng)”。 

(2)子網(wǎng)掩碼IP協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：每一個(gè)使用子網(wǎng)的網(wǎng)點(diǎn)都選擇一個(gè)32位的位模式，若位模式中的某位置1，則對(duì)應(yīng)IP地址中的某位為網(wǎng)絡(luò)地址（包括網(wǎng)間網(wǎng)部分和物理網(wǎng)絡(luò)號(hào)）中的一位；若位模式中的 

某位置0，則對(duì)應(yīng)IP地址中的某位為主機(jī)地址中的一位。例如位模式： 

11111111 11111111 11111111 00000000中，前三個(gè)字節(jié)全1，代表對(duì)應(yīng)IP地址中最高的三個(gè)字節(jié)為網(wǎng)絡(luò)地址；后一個(gè)字節(jié)全0，代表對(duì)應(yīng)IP地址中最后的一個(gè)字節(jié)為主機(jī)地址。這種位模式叫做子網(wǎng)模（subnet mask）或“子網(wǎng)掩碼”。 

為了使用的方便，常常使用“點(diǎn)分整數(shù)表示法”來表示一個(gè)IP地址和子網(wǎng)掩碼，例如B類地址子網(wǎng)掩碼（11111111 11111111 1111111100000000）為： 

255.255.25.0 IP協(xié)議關(guān)于子網(wǎng)掩碼的定義提供一種有趣的靈活性，允許子網(wǎng)掩碼中的“0”和“1”位不連續(xù)。但是，這樣的子網(wǎng)掩碼給分配主機(jī)地址和理解尋徑表都帶來一定困難，并且，極少的路由器支持在子網(wǎng)中使用低序或無序的位，因此在實(shí)際應(yīng)用中通常各網(wǎng)點(diǎn)采用連續(xù)方式的子網(wǎng)掩碼。像255.255.255.64和255.255.255.160等一類的子網(wǎng)掩碼不推薦使用。 

(3)子網(wǎng)掩碼與IP地址 子網(wǎng)掩碼與IP地址結(jié)合使用，可以區(qū)分出一個(gè)網(wǎng)絡(luò)地址的網(wǎng)絡(luò)號(hào)和主機(jī)號(hào)。 

例如：有一個(gè)C類地址為： 

192．9．200．13其缺省的子網(wǎng)掩碼為： 

255．255．255．0則它的網(wǎng)絡(luò)號(hào)和主機(jī)號(hào)可按如下方法得到： 

①將IP地址192．9．200．13轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制11000000 00001001 11001000 00001101 

②將子網(wǎng)掩碼255．255．255．0轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制11111111 11111111 11111111 00000000 

③將兩個(gè)二進(jìn)制數(shù)邏輯與（AND）運(yùn)算后得出的結(jié)果即為網(wǎng)絡(luò)部分 

11000000 00001001 11001000 00001101 AND 11111111 11111111 11111111 00000000 

 11000000 00001001 11001000 00000000結(jié)果為192.9.200.0，即網(wǎng)絡(luò)號(hào)為192.9.200.0。 

④將子網(wǎng)掩碼取反再與IP地址邏輯與（AND）后得到的結(jié)果即為主機(jī)部分 

11000000 00001001 11001000 00001101 AND 00000000 00000000 00000000 11111111= 

 00000000 00000000 00000000 00001101結(jié)果為0.0.0.13，即主機(jī)號(hào)為13。 

(4)子網(wǎng)掩碼與IP地址子網(wǎng)掩碼與IP地址結(jié)合使用，可以區(qū)分出一個(gè)網(wǎng)絡(luò)地址的網(wǎng)絡(luò)號(hào)和主機(jī)號(hào)。 

例如：有一個(gè)C類地址為： 

192．9．200．13 其缺省的子網(wǎng)掩碼為： 

255．255．255．0 則它的網(wǎng)絡(luò)號(hào)和主機(jī)號(hào)可按如下方法得到： 

①將IP地址192．9．200．13轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制11000000 00001001 11001000 00001101  

②將子網(wǎng)掩碼255．255．255．0轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制11111111 11111111 11111111 00000000 

③將兩個(gè)二進(jìn)制數(shù)邏輯與（AND）運(yùn)算后得出的結(jié)果即為網(wǎng)絡(luò)部分 

11000000 00001001 11001000 00001101 AND 11111111 11111111 11111111  

00000000 11000000 00001001 11001000 00000000結(jié)果為192.9.200.0，即網(wǎng)絡(luò)號(hào)為192．9．200．0。 

④將子網(wǎng)掩碼取反再與IP地址邏輯與（AND）后得到的結(jié)果即為主機(jī)部分 

11000000 00001001 11001000 00001101 AND 00000000 00000000 00000000  

11111111 00000000 00000000 00000000 00001101 結(jié)果為0.0.0.13，即主機(jī)號(hào)為13。 

三、子網(wǎng)劃分與實(shí)例根據(jù)以上分析，建議按以下步驟和實(shí)例定義子網(wǎng)掩碼。 

1、將要?jiǎng)澐值淖泳W(wǎng)數(shù)目轉(zhuǎn)換為2的m次方。如要分8個(gè)子網(wǎng)，8=23。 

2、取上述要?jiǎng)澐肿泳W(wǎng)數(shù)的2的m次方的冪。如23，即m=3。 

3、將上一步確定的冪m按高序占用主機(jī)地址m位后轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制。如m為3 則是11100000，轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制為224，即為最終確定的子網(wǎng)掩碼。如果是C類網(wǎng)，則子網(wǎng)掩碼為255.255.255.224；如果是B類網(wǎng)，則子網(wǎng)掩碼為255.255.224.0；如果是C類網(wǎng)，則子網(wǎng)掩碼為255.224.0.0。 

在這里，子網(wǎng)個(gè)數(shù)與占用主機(jī)地址位數(shù)有如下等式成立：2m=n。其中，m表示占用主機(jī)地址的位數(shù)；n表示劃分的子網(wǎng)個(gè)數(shù)。根據(jù)這些原則，將一個(gè)C類網(wǎng)絡(luò)分成4個(gè)子網(wǎng)。若我們用的網(wǎng)絡(luò)號(hào)為192．9．200，則該C類網(wǎng)內(nèi)的主機(jī)IP地址就是192.9.200.1～192.9.200.254（因?yàn)槿?”和全“1”的主機(jī)地址有特殊含義，不作為有效的IP地址），現(xiàn)將網(wǎng)絡(luò)劃分為4個(gè)部分，按照以上步驟： 

4=22，取22的冪，即2，則二進(jìn)制為11，占用主機(jī)地址的高序位即為11000000，轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制為192。這樣就可確定該子網(wǎng)掩碼為：192.9.200.192，4個(gè)子網(wǎng)的IP地址范圍分別為： 

二進(jìn)制十進(jìn)制  

① 11000000 00001001 11001000 00000001  

11000000 00001001 11001000 00111110  

192．9．200．1  

192．9．200．62  

② 11000000 00001001 11001000 01000001  

11000000 00001001 11001000 01111110  

192．9．200．65  

192．9．200．126  

③ 11000000 00001001 11001000 10000001  

11000000 00001001 11001000 10111110  

192．9．200．129  

192．9．200．190  

④ 11000000 00001001 11001000 11000001  

11000000 00001001 11001000 11111110  

192．9．200．193  

192．9．200．254  

在此列出A、B、C三類網(wǎng)絡(luò)子網(wǎng)數(shù)目與子網(wǎng)掩碼的轉(zhuǎn)換表，以供參考。 

A類：  

子網(wǎng)數(shù)目 
 占用位數(shù) 
 子網(wǎng)掩碼 
 子網(wǎng)中主機(jī)數(shù) 
  
2 
 1 
 255．128．0．0 
 8,388,606 
  
4 
 2 
 255．192．0．0 
 4,194,302 
  
8 
 3 
 255．224．0．0 
 2,097,150 
  
16 
 4 
 255．240．0．0 
 1,048,574 
  
32 
 5 
 255．248．0．0 
 524,286 
  
64 
 6 
 255．252．0．0 
 262,142 
  
128 
 7 
 255．254．0．0 
 131,070 
  
128 
 8 
 255．255．0．0 
 65,534 
  

B類：  

子網(wǎng)數(shù)目 
 占用位數(shù) 
 子網(wǎng)掩碼 
 子網(wǎng)中主機(jī)數(shù)  
  
2 
 1 
 255．255．128．0 
 32766 
  
4 
 2 
 255．255．192．0 
 16382 
  
8 
 3 
 255．255．224．0 
 8190 
  
16 
 4 
 255．255．240．0 
 4094 
  
32 
 5 
 255．255．248．0 
 2046 
  
64 
 6 
 255．255．252．0 
 1022 
  
128 
 7 
 255．255．254．0 
 510 
  
256 
 8 
 255．255．255．0 
 254 
  

C類：  

子網(wǎng)數(shù)目 
 占用位數(shù) 
 子網(wǎng)掩碼 
 子網(wǎng)中主機(jī)數(shù) 
  
2 
 1 
 255．255．255．128 
 126 
  
4 
 2 
 255．255．255．192 
 62 
  
8 
 3 
 255．255．255．224 
 30 
  
16 
 4 
 255．255．255．240 
 14 
  
32 
 5 
 255．255．255．248 
 6 
  
64 
 6 
 255．255．255．252 
 2 

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