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图文 了解IP地址划分、子网掩码的作用、实际中IP地址规划

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（1）子网掩码
之所以出现大量地址浪费 ， 在于早期的地址分类采用的是固定的网络位与主机位的长度，不能灵活的规划，所以在后面打破了这个规则，32比特的IP还是分为网络号与主机号，但是不在采用固定的长度形式，可以根据环境需求来变化长度 ， 那就带来了一个问题，之前的主机与网络设备都是通过固定分类来识别的 ， 而现在网络号的长度不确定，那怎么来识别呢？这个识别的功能就是子网掩码 。（打破这个规则的是CIDR与VLSM，子网掩码为了打破固定为后，标识出实际的网络号是多少）
子网掩码也是采用32位的二进制表示，IP地址网络号部分，子网掩码设置为1，IP地址的主机部分，设置为0，简单理解IP的网络号有多少位，子网掩码就有多少位取1，其余的主机号为0 ， 然后为了方便记录，跟IP地址形式一样，每8位一组，以点分十进制方式表示 。
举例：202.100.1.33的子网掩码为255.255.255.0 ， 算出它的网络号 。
这样就得前24位为网络号，网络号为202.100.1，主机号为最后一位，可用地址为1~254（其中0是网段地址 ， 255是广播地址排除）
你会发现 ， 不管是Windows系统、安卓、苹果或者Linux等系统上 ， 只要是运行了TCP/IP协议体系的 ， 都要求填写子网掩码什么情况下ip地址会相同，否则会提示错误 。因为之前我们上面介绍过，网络号与主机号的作用 ， 网络号用于两台计算机通讯来判断是否处于同一个网段依据，既网络号相同，说明处于同一个网段，直接把数据包发送给目标主机 ， 如网络号不同，则不在一个网段，这个时候就需要交给主机填写的默认网关处理（如果默认网关没有，则通信失败 。） ， 所以有了子网掩码，就能确认网络号的范围，就能判断数据包目的是否在同一个网段了 ， 这是主机终端系统判断的依据 。
在三层设备路由寻址中 ， 也是通过路由表存在的掩码信息来找到数据包目的IP对应的网络号路由条目 ， 然后把数据包发往对应的网络中去 。
IP与子网掩码在实际中的结合表示方法通常有两种 ， 一种是，十进制表示为：255.255.255.0，或者斜线表示：/24，比如192.168.1.0/24或者192.168.1.0/255.255.255.0这个都是表示192.168.1.0网段（网络号为192.168.1 ， 主机地址范围1~254）
（2）VLSM（可变长子网掩码）
上面提到的子网掩码只是表示当前的地址的网络号多少，用于判断的，像之前提到的安全问题（A与B公司在一个网段），以及运营商如何把一个标准的C类网段给划分成客户需要的数量 ， 这个就是VLSM实现的功能，它可以将之前的A、B、C类地址进行划分 ， 划分成各种网络场景需求的大?。?这个过程也叫做子网划分 。
子网划分是把IP地址最左边开始的主机位，根据需求移动对应的主机位划入网络位，也可以叫做借位，比如一个标准的C类，是24位网络号，8位的主机号，从最左边开始借两位，这样网络号就变成了26位，主机号就成了6位了，这样就把一个大的网段变成多个小的网段分给多个公司或者区域，主机位变成网络位的部分叫做子网号，这个划分没有什么诀窍，只能依靠多练习，下面举例几个来了解下划分的技巧跟公式，然后在说说如今企业网中以及规划中注意的地方 。
举例一：公司有三个部门，每个部门终端数在50~60之间，使用网段202.100.1.0/24，为三个部门各自分配一个网段 。
（1）现在已经知道的是每个部门的终端数在50~60之间，取最大值60，这个时候有一个公式计算 2n-2≥m，m=需要的终端数量，也就是2n-2≥60，只有n=6的时候，才满足这个条件 。（最基本的数学公式，实在忘记了可以用计算器 。）
（2）得到对应的网络位：32（子网掩码255.255.255.255）-主机位（N=6）=26（255.255.255.192）
（3）开始进行划分 ， 把网段202.100.1.0/24的主机号，借两位变成子网号，可以划分出4个等同大小的子网，怎么快速得到的是4个呢？22=4，当然也可以按下面的办法把能组合的列出来，就自然知道了 。
4、通过计算出来的子网号 ， 从小到大的顺序 ， 分配给三个部分，这里分配202.100.1.0/26，202.100.1.64/26，202.100.1.128/26，剩下的怎么计算出有多少个主机地址其实就很简单的 。
还记得上面的公式2n-2 ， 减2的原因是有一个网络地址，一个广播地址，这两个是不可用的 ， 所以需要减去，每个划分的子网都是一样 ， 可能你也发现了一个特点，如果划分的子网越多，每个子网都需要减去2个地址，这部分的地址也是被浪费掉的，但是这也是一个无奈的选择，相比浪费更多地址来说，这种情况还是可以接受的 。另外计算出最小可用地址与最大可用地址 ， 对于新手来说，可以跟上面一样把二进制列出来，最小位无非是全0（网络地址），最大位全1（广播地址），去掉这2个地址，剩下的就是可用范围了 。
举例二：某个公司有180个人，销售部 110人，技术部 55人 ， 管理部门 10人 ，财务部 5人，还是采用202.100.1.0/24的网段划分 ， 这个跟第一个不一样，第一个每个部门的数量一样的，而这个则不一样 ， 每个部门的人数不一样，这个时候划分 ， 从最大需求的人数开始 。
1、按照需求数量，从地址需求大到小开始进行划分，先计算销售部，公式还是之前的2n-2≥m，m=需要的终端数量，也就是2n-2≥110，N=7，同样的方法代入 ， 计算出 技术部 N=6 ， 管理部门 N=4，财务部门 N=3
2、各个部门的网络位 ， 销售部 32-7=25位 （255.255.255.128），技术部32-6=26位（255.255.255.192） ， 管理部门 32-4=28位（255.255.255.240），财务部门32-3=29位（255.255.255.248）
3、开始进行划分，分配从最大的开始 ， 7个主机位，借取一位做子网位
4、第一个子网占用了1~127的地址，虽然需求里面只需要110个，但是VLSM是没法做到正好的 ， 只能做到离110需求最近的，那么在划分第二个子网的时候，需要跟第一个子网不重复 。
第一个已经使用了202.100.1.0/25，还剩下202.100.1.128/25没有划分，第二个子网就从这个里面继续开始划分 。（主机数已经在第一个步骤与第二个步骤计算出来了，技术部主机号需要6位）
同样的方法，第二个子网网段使用了202.100.1.128/26 ， 还剩下202.100.1.192/26，管理部门接着划分 。
在用同样的方法，，第三个子网网段用了202.100.1.192/28 ， 还三个可以继续使用，使用最小的，202.100.1.208/28，计算出财务部门 。
至此，VLSM就到在这里结束了 ， 对于新手来说，只要掌握了这个划分的方法就行了，知道怎么去划分 ， 计算，这个要熟练的话就得多去练习，但是这里博主说下 ， 这种划分方式在我们工作中在运营商运维以及金融、政企这些网络中对于地址的范围以及规划有严格的划分要求，经常会用到VLSM，而常见的大部分面向中小型企业网的环境，对于地址而言就没这么严格的要求了，可能更多的这种需求在面试或者是题目中会经常看到，这个在待会了解完私网地址，博主会以实际环境来介绍 。
（3）CIDR（无分类域间路由或者无分类编址）
从上面两个举例可以看出来，VLSM是将一个大的网段划分成多个小的子网，让地址需求少的用户获取相近数量的地址，避免浪费，它的核心理念就是从主机号进行借位，变成子网号 。那CIDR正好相反，来看一个例子 。
例子：某个公司办公网200人，用了一个192.168.100.0/24的网段 ， 有一个监控网络，包含仓库、办公以及各个区域有500个摄像头点位，为了方便管理，希望这500个摄像头都在同一个网段内，这个时候该怎么处理呢？
从之前学到的内容来说，VLSM并不具备这个功能，只能将一个原有的网段划分成多个小的子网网段，而一个标准C类/24的地址最多也就254个，如果用2个C类地址，确实可以达到500个的需求，但是不属于同一个网段了 ， 如果能把这2个C类地址合并到一起，变成一个网段，这样地址够了，又满足了在同一个网段的需求，CIDR就是解决这样的场景的，假设分配的网段是192.168.0.0/24，想主机位可容纳500个地址 。
先回顾下，一个网段的判断是网络号相同，主机号可变 ， 如果要满足500个地址，那是不是主机号2n-2≥500即可，N=9 ， 然后用32-9=23位（255.255.254.0），相当于像网络位借一位作为主机位使用，跟VLSM正好相反 。
CIDR后，相当于最终的网段则是192.168.0.0/255.255.254.0（23），可用地址为192.168.0.1到192.168.1.254，那么这里看一个比较有趣的事情，像192.168.0.255、192.168.1.0，如果按C类标准24位掩码，它明显是一个网络地址以及广播地址，这也是很多面试或者题目里面经常会问到的，它就给你这么一个地址，问你是是不是广播地址或者网络地址，很多朋友就会忽略后面的子网掩码，就直接选择是 ， 但是，实际上一定要看子网掩码是多少 ， 如果它是24位的掩码，那确实是，但是如果是23或者22等掩码，就不是了，通过上面就可以计算出，最小的主机位是192.168.0 0 0 0 0 0 0 0. 0 0 0 0 0 0 0 0（192.168.0.0），最大的主机为是192.168.0 0 0 0 0 0 0 1，1 1 1 1 1 1 1 1（192.168.1.255），192.168.0.255以及192.168.1.0在子网掩码255.255.254.0中 ， 既不是网络地址也不是广播地址，而是可用的地址 。
CIDR有一个特别需要注意的地方，就是网络号要保持相同，这个也好很理解，就像上面一个要求500个地址在同一个网段 ， 同一个网段的判断不就是网络号相同吗？所以在规划的时候要注意，不能将192.168.0.0/24与192.168.2.0/24，合并成一个网段 ， 用500个地址，因为它得到的网络号是不一样的，如果要将0.0与2.0在一个网段，那则必须在借位 。
只有网络号保持一样了，才能继续进行下一步，但是你会发现，这样的话地址就不只500个了，包含四个组合0网段（0 0=0）1网段（0 1 =1），2网段（1 0=2），3网段（1 1=3），地址就变成了2^10-2=1022个主机地址 。
CIDR还有聚合的作用，把相网络号的网段进行合并，变成一个超网（大的网段），可以大大的减少路由器的压力，对于数据包的转发效率更高什么情况下ip地址会相同，这一块在学习路由知识点的时候会涉及到，这里就提一下 。
【图文 了解IP地址划分、子网掩码的作用、实际中IP地址规划】本文到此结束，希望对大家有所帮助！

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