『壹』 ip 子網與子網掩碼 網路計算題 高手解答
半小時掌握IP知識，理解了才是自己的。
一、IP地址概念
IP地址是一個32位的二進制數，它由網路ID和主機ID兩部份組成，用來在網路中唯一的標識的一台計算機。網路ID用來標識計算機所處的網段；主機ID用來標識計算機在網段中的位置。IP地址通常用4組3位十進制數表示，中間用「.」分隔。比如，192.168.0.1。
補充[IPv6]：前面所講的32位IP地址稱之為IPv4，隨著信息技術的發展，IPv4可用IP地址數目已經不能滿足人們日常的需要，據權威機構預測到2010年要充分應用信息技術，每個人至少需要10個IP地址，比如：計算機、筆記本、手機和智能化冰箱等。為了解決該問題開發了IPv6規范，IPv6用128位表示IP地址，其表示為8組4位16進制數，中間為「：」分隔。比如，AB32:33ea:89dc:cc47:abcd:ef12:abcd:ef12。
二、IP地址分類
為了方便IP定址將IP地址劃分為A、B、C、D和E五類，每類IP地址對各個IP地址中用來表示網路ID和主機ID的位數作了明確的規定。當主機ID的位數確定之後，一個網路中是多能夠包含的計算機數目也就確定，用戶可根據企業需要靈活選擇一類IP地址構建網路結構。
A類A類地址用IP地址前8位表示網路ID，用IP地址後24位表示主機ID。A類地址用來表示網路ID的第一位必須以0開始，其他7位可以是任意值，當其他7位全為0是網路ID最小，即為0；當其他7位全為1時網路ID最大，即為127。網路ID不能為0，它有特殊的用途，用來表示所有網段，所以網路ID最小為1；網路ID也不能為127；127用來作為網路迴路測試用。所以A類網路網路ID的有效范圍是1-126共126個網路，每個網路可以包含224-2台主機。
B類B類地址用IP地址前16位表示網路ID，用IP地址後16位表示主機ID。B類地址用來表示網路ID的前兩位必須以10開始，其他14位可以是任意值，當其他14位全為0是網路ID最小，即為128；當其他14位全為1時網路ID最大，第一個位元組數最大，即為191。B類IP地址第一個位元組的有效范圍為128－191，共16384個B類網路；每個B類網路可以包含216-2台主機（即65534台主機）。
C類C類地址用IP地址前24位表示網路ID，用IP地址後8位表示主機ID。C類地址用來表示網路ID的前三位必須以110開始，其他22位可以是任意值，當其他22位全為0是網路ID最小，IP地址的第一個位元組為192；當其他22位全為1時網路ID最大，第一個位元組數最大，即為223。C類IP地址第一個位元組的有效范圍為192－223，共2097152個C類網路；每個C類網路可以包含28-2台主機（即254台主機）。
D類D類地址用來多播使用，沒有網路ID和主機ID之分，D類IP地址的第一個位元組前四位必須以1110開始，其他28位可以是任何值，則D類IP地址的有效范圍為224.0.0.0到239.255.255.255。
E類E類地址保留實驗用，沒有網路ID和主機ID之分，E類IP地址的第一位元組前四位必須以1111開始，其它28位可以是任何值，則E類IP地址的有效范圍為240.0.0.0至255.255.255.254。其中255.255.255.2555表示廣播地址。
在實際應用中，只有A、B和C三類IP地址能夠直接分配給主機，D類和E類不能直接分配給計算機。
三、網路ID、主機ID和子網掩碼
網路ID用來表示計算機屬於哪一個網路，網路ID相同的計算機不需要通過路由器連接就能夠直接通信，我們把網路ID相同的計算機組成一個網路稱之為本地網路（網段）；網路ID不相同的計算機之間通信必須通過路由器連接，我們把網路ID不相同的計算機稱之為遠程計算機。
當為一台計算機分配IP地址後，該計算機的IP地址哪部份表示網路ID，哪部份表示主機ID，並不由IP地址所屬的類來確定，而是由子網掩碼確定。子網確定一個IP地址屬於哪一個子網。
子網掩碼的格式是以連續的255後面跟連續的0表示，其中連續的255這部份表示網路ID；連續0部份表示主機ID。比如，子網掩碼255.255.0.0和255.255.255.0。
根據子網掩碼的格式可以發現，子網掩碼有0.0.0.0、255.0.0.0、255.255.0.0、255.255.255.0和255.255.255.255共五種。採用這種格式的子網掩碼每個網路中主機的數目相差至少為256倍，不利於靈活根據企業需要分配IP地址。比如，一個企業有2000台計算機，用戶要麼為其分配子網掩為255.255.0.0，那麼該網路可包含65534台計算機，將造成63534個IP地址的浪費；要麼用戶為其分配8個255.255.255.0網路，那麼必須用路由器連接這個8個網路，造成網路管理和維護的負擔。
網路ID是IP地址與子網掩碼進行與運算獲得，即將IP地址中表示主機ID的部份全部變為0，表示網路ID的部份保持不變，則網路ID的格式與IP地址相同都是32位的二進制數；主機ID就是表示主機ID的部份。
例題1：IP地址：192.168.23.35 子網掩碼：255.255.0.0
網路ID:192.168.0.0 主機ID:23.35
例題2：IP地址:192.168.23.35 子網掩碼：255.255.255.0
網路ID:192.168.23.0 主機ID:35
四、子網和CIDR
將常規的子網掩碼轉換為二進制，將發現子網掩格式為連續的二進制1跟連續0，其中子網掩碼中為1的部份表示網路ID，子網掩中為0的表示主機ID。比如255.255.0.0轉換為二進制為11111111 11111111 00000000 00000000。
在前面所舉的例子中為什麼不用連續的1部份表示網路ID，連續的0部份表示主機ID呢？答案是肯定的，採用這種方案的IP定址技術稱之為無類域間路由（CIDR）。CIDR技術用子網掩碼中連續的1部份表示網路ID，連續的0部份表示主機ID。比如，網路中包含2000台計算機，只需要用11位表示主機ID，用21位表網路ID，則子網掩碼表示為11111111.11111111.11100000.00000000，轉換為十進制則為255.255.224.0。此時，該網路將包含2046台計算機，既不會造成IP地址的浪費，也不會利用路由器連接網路，增加額外的管理維護量。
CIDR表示方法：IP地址/網路ID的位數，比如192.168.23.35/21，其中用21位表示網路ID。
例題1：192.168.23.35/21
子網掩碼：11111111 11111111 11111000 00000000則為255.255.248.0
網路ID：192.168.00010111.0（其中第三個位元組紅色部分表示網路ID，其他表示主機ID，網路ID是表示網路ID部份保持不變主機ID全部變為0）則網路ID為192.168.16.0
起始IP地址：192.168.16.1（主機ID不能全為0，全為0表示網路ID最後一位為1）
結束IP地址：192.168.00010111.11111110（主機ID不能全為1，全為1表示本地廣播）則結束IP地址為：192.168.23.254。
例題2：將163.135.0.0劃分為16個子網，計算前兩個子網的網路ID、子網掩碼、起止IP地址。
第1步：用CIDR表示163.135.0.0/20，則子網掩碼為255.255.240（11110000）.0。
第2步：第一網路ID（子網掩碼與IP地址與運算）：163.135.0.0
第一個IP地址：163.135.0.1 結束IP地址：163.135.15.254；
第3步：第二網路ID：163.135.16.0
第一個IP地址：163.135.16.1 結束IP地址：163.135.31.254。
五、子網掩碼和網路ID的快速計算方法
CIDR的子網掩碼都是連續的1跟連接的0表示，則子網掩碼有以下幾種表示方法：
0000 0000 0
1000 0000 128
1100 0000 128＋64＝192
1110 0000 128＋64＋32＝224
1111 0000 255－15＝240
1111 1000 255－7＝248
1111 1100 255－3＝252
1111 1110 255－1＝254
1111 1111 255
大家都知道11111111的十進制數為255，那麼我們怎麼來快速計運算元網掩碼呢？二進制的1=1，11=3，111＝7，1111=15；那麼1111 1110=255-1，1111 1100=255-3，1111 1000=255-8，1111 0000=255-15這樣是不是就很快呢？只要我們一旦確定子網掩碼中有多少位表示網路ID，那麼我們馬上就可以寫出子網掩碼了。那麼，對於1000 0000，1100 0000和1110 0000 我們又該怎麼計算呢？27=8則1000 0000=128，1100 0000=128+64，1110 0000=128+64+32，所以我們不需要去記住每一個為多少，只需要做做簡單的加減法就搞定子網掩碼的計算。
網路ID的結果大家都知道網路ID部份不變，主機ID部分全部變為0，那麼在計算網路ID時，首先看子網掩碼中有多少位用來表示網路，相應在將IP地址轉換為二進制時就只轉換前面幾位，比如192.168.176.15/19，網路ID一共19位，則網路ID前兩個位元組為192.168.X.0發生變化的為第三個位元組。那麼怎樣快速計算出這個變化的X的值呢？我們知道第三位元組只有三位表示網路ID，轉換時176>128，第1位為1,176－128＝48＜64，第2位為0,48＞32第3位為1，剩下的計算就沒有意義了，全都要轉換為0，則網路ID為10100000，則網路ID為192.168.160.0，這樣計算反而出錯的可能性很小。
六、本地和遠程網路概念
網路ID相同的計算機稱之為本地網路，本地網路中的計算機相互通信不需要路由器連接；網路ID不相同的計算機稱之為遠程網路，遠程網路中的計算機要相互通信必須通過路由器連接。
例題：192.168.10.14/28，192.168.10.15/28，192.168.10.16/28，192.168.10.31/28哪些是合法IP，哪些是非法IP地址？
主機ID全為0和主機ID全為1的為非法IP地址：192.168.10.15/28、192.158.10.16/28、192.168.10.31/28都是非法IP地址。
例題：192.168.10.14/28，192.168.10.15/28，192.168.10.16/28哪個不是同一網段？
網路ID相同的就屬於同一網段，則192.168.10.16/28不屬於同一網段。
七、子網數和主機數的計算方法
例題：172.168.34.56/20，一共劃分為了多少個子網，各子網可以包含多少台主機。
172.168.34.56是一個B類地址，B類地址用16位表示網路ID，題目中20位表示網路ID，則子網位數為4位，那麼子網就有24次個（即從0000、0001到1111的16種變化）。
由於IP地址是32位，用20位表示網路ID，則主機ID的位數為12位，則每個子網可以包含212－2個IP地址，即可以包含4096個IP地址。
注意：為什麼計算IP地址時要減2，而計運算元網數目時不減2呢？IP地址減2的原因是主機ID不能全為0也不能全為1；子網就不存在這個問題。
八、公共IP和私有IP地址
IP地址由IANA（Internet地址分配機構）管理和分配，任何一個IP地址要能夠在Internet上使用就必須由IANA分配，IANA分配的能夠在Internet上正常使用的IP地址稱之為公共IP地址；IANA保留了一部份IP地址沒有分配給任何機構和個人，這部份IP地址不能在Internet上使用，此類IP地址就稱之為私有IP地址。為什麼私有IP地址不能在Internet上使用呢？因為Internet上沒有私有IP地址的路由。私有IP地址范圍包括：
A類：10.0.0.0/8
B類：172.16.0.0/12 即172.16.0.1-172.31.255.254共16個B類網路
C類：192.168.0.0/16即192.168.0.1-192.168.255.254共256個C類網路
九、路由概念、Ping、Ipconfig、Route和Tracert命令
通過路由器將數據從一個網路傳輸到另一個網路稱之為路由。路由選擇負責在網路中選擇一段最優先的路徑將數據傳輸到目的網路，路由選擇的基礎和依據是路由表，路由表由目的網路ID、子網掩碼、網關、介面和計費組成，通過route print可查看計算機的路由表。
Ping命令三種結果 Ipconfig命令 Tracert命令
目的地不可到達：路由表無目的地記錄
超時：網關設置錯有路由表記錄
Ping通過：正常
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『貳』 子網號怎麼計算
IP地址的網路地址是通過32位的IP和32位的掩碼進行與運算得到的。
首先要把IP地址和子網掩碼都換算為32位的二進制。與運算的特點是有0就為0，全1才為1.
具體計算如下：
11000000 192 （IP地址第一段）
11111111 255 （子網掩碼的第一段）
11000000 192 （與運算的結果）
------
10101000 168 （IP地址第二段）
11111111 255 （子網掩碼的第二段）
10101000 168 （與運算的結果）
----------
00001010 10 （IP地址第三段）
11111111 255 （子網掩碼的第三段）
00001010 10 （與運算的結果）
--------
00000000 0 （IP地址第四段）
11000000 192 （子網掩碼的第四段）
00000000 0 （與運算的結果）
-----------------------------------------------
將四段中的與運算結果列出為192.168.10.0即為第一個子網的網路地址。
因為C類地址默認的掩碼是255.255.255.0。但現在的掩碼是255.255.255.192。比原來的的掩碼中為1的位多了兩位，所以劃分了2^2=4個子網。題中的是第一個子網。該子網的有效主機號為192.168.10.1----192.168.10.62
原因如下：子網掩碼為1對應的IP地址位為網路位，子網掩碼為0對應的IP地址為為主機位。
在第四段的子網掩碼為0的位有6位，那麼該子網的總主機數量為2^6=64個。即192.168.10.0---192.168.10.63，但每個子網中主機位全為0和全為1的兩個IP不能用，所以要減掉2個IP，所以該子網有效主機個數為2^6-2=62個。即192.168.10.1---192.168.10.62
(2)計算機網路子網的計算題擴展閱讀：
IP和子網掩碼
我們都知道，IP是由四段數字組成，在此，我們先來了解一下3類常用的IP
A類IP段1.0.0.0 到126.255.255.255 (0段和127段不使用)
B類IP段128.0.0.0 到191.255.255.255
C類IP段192.0.0.0 到223.255.255.255
XP默認分配的子網掩碼每段只有255或0
A類的默認子網掩碼255.0.0.0一個子網最多可以容納1658萬多台電腦
B類的默認子網掩碼255.255.0.0一個子網最多可以容納6萬台電腦
C類的默認子網掩碼255.255.255.0一個子網最多可以容納254台電腦
我們必須有一個子網掩碼，因為：
1）當配置IP時，所有計算機都必須填寫子網掩碼
2）我們必須在我們的網路中設置一些邏輯邊界
3）我們必須至少輸入所使用IP類的默認子網掩碼
子網的劃分，實際上就是設計子網掩碼的過程。子網掩碼主要是用來區分IP地址中的網路ID和主機ID，它用來屏蔽IP地址的一部分，從IP地址中分離出網路ID和主機ID.子網掩碼是由4個十進制數組成的數值"中間用"."分隔，如255.255.255.0。
若將它寫成二進制的形式為:11111111.11111111.11111111.00000000，其中為"1"的位分離出網路ID,為"0"的位分離出主機ID，也就是通過將IP地址與子網掩碼進行"與"邏輯操作，得出網路號。
例如，假設IP地址為192.160.4.1，子網掩碼為255.255.255.0，則網路ID為192.160.4.0,主機ID為0.0.0.1。計算機網路ID的不同，則說明他們不在同一個物理子網內，需通過路由器轉發才能進行數據交換。
每類地址具有默認的子網掩碼:對於A類為255.0.0.0，對於B類為255.255.0.0，對於C類為255.255.255.0。
除了使用上述的表示方法之外，還有使用子網掩碼中"1"的位數來表示的，在默認情況下，A類地址為8位，B類地址為16位，C類地址為24位。例如，A類的某個地址為 12.10.10.3/8，這里的最後一個"8"說明該地址的子網掩碼為8位，而199.42.26.0/28表示網路199.42.26.0的子網掩碼位數有28位。
如果希望在一個網路中建立子網，就要在這個默認的子網掩碼中加入一些位，它減少了用於主機地址的位數。加入到掩碼中的位數決定了可以配置的子網。因而，在一個劃分了子網的網路中，每個地址包含一個網路地址、一個子網位數和一個主機地址。
『叄』 子網掩碼/IP計算題
對樓上無語。
借地址部分的前三位作為子網位，則子網掩碼變為
11111111-11111111-11111111-11100000
即255.255.255.224
這樣一個C類網路可以被劃分為8個子網，每個子網下可以有
2^（8-3）-2=30個IP地址，符合要求。
第一個子網的網路號是203.66.77.0
第一個IP地址為203.66.77.1
廣播地址很容易計算，只要用新的子網掩碼，把地址部分全1就可以，得出廣播地址為203.66.77.31
第二個子網的網路號自然是把第一個網路的廣播地址加1，為
203.66.77.32
則第二個子網的第一個IP地址為203.66.77.33
廣播地址為203.66.77.63。
第三個子網之後的演算法相同。
『肆』 IP、子網掩碼的計算題
195.169.20.25是C類地址
按其IP地址類型，它的子網掩碼為：255.255.255.240，則它的網路號和主機號可按如下方法得到：
第1步，將IP地址195.169.20.25轉換為二進制11000011 10101001 00010100 00011001
第2步，將子網掩碼255.255.255.240轉換為二進制11111111 11111111 11111111 11110000
第3步，將以上兩個二進制數邏輯進行與（AND）運算，得出的結果即為網路部分。「11000011 10101001 00010100 00010000 就是 195.169.20.16
11000011 10101001 00010100＝195.169.20就是網路號
子網掩碼255.255.255.240轉換為二進制11111111 11111111 11111111 11110000
11110000中1111有四位，所以有子網：2的4次方減2＝14個子網 每個子網主機14台 這台主機號為25 所以子網號為192.168.4.32