IP地址和子网掩码计算

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IP地址的分类：
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任何一个0到127间的网络地址均是一个A类地址。
任何一个128到191间的网络地址是一个B类地址。
任何一个192到223间的网络地址是一个C类地址。
任何一个第一个八位组在224到239间的网络地址是一个组播地址。
任何一个专用I P网络均可以使用包括一个A类地址( 10.0.0.0 )、16个B类地址(从172.16.0.0到172.31.0.0 )和256个C类地址(从192.168.0.0到192.168.255.0 )在内的任何地址。

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子网掩码的计算：
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其实计算并不复杂。
以C类地址为例，自己找找规律。
掩码00000000，最大子网，相当于无子网。
掩码10000000，子网数2，可用0，每子网地址128，可用主机126。
掩码11000000，子网数4，可用2，每子网地址64，可用主机62。
掩码11100000，子网数8，可用6，每子网地址32，可用主机30。
掩码11110000，子网数16，可用14，每子网地址16，可用主机14。
掩码11111000，子网数32，可用30，每子网地址8，可用主机6。
掩码11111100，子网数64，可用62，每子网地址4，可用主机2。
可见，子网划分越多，地址浪费越多。
将掩码换算为十进制，可使用WINDOWS的计算器。
如掩码11100000，换算后是224，子网掩码就是255.255.255.224。
应根据主机最多的部门来确定子网大小，如果一个C类地址段不够用，就要涉及到路由、VLAN等技术，这里就不多说了。

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子网掩码及主机段的十进制算法
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首先要明确一些概念：

类范围：IP地址常采用点分十进制表示方法X.Y.Y.Y，在这里
X=1--126时称为A类地址;
X=128--191时称为B类地址;
X=192--223时称为C类地址;
如10.202.52.130因为X=10在1--126范围内所以称为A类地址
类默认子网掩码：A类为 255.0.0.0
B类为 255.255.0.0
C类为 255.255.255.0

当我们要划分子网用到子网掩码M时，类子网掩码的格式应为
A类为 255.M.0.0
B类为 255.255.M.0
C类为 255.255.255.M
M是相应的子网掩码如：255.255.255.240
十进制计算基数：256，等一下我们所有的十进制计算都要用256来进行。

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几个公式变量的说明：
Subnet_block：可分配子网块大小，指在某一子网掩码下的子网的块数。
Subnet_num：实际可分配子网数，指可分配子网块中要剔除首、尾两块，这是某一子网掩码下可分配的实际子网数量，它等于Subnet_block-2。
IP_block：每个子网可分配的IP地址块大小。
IP_num：每个子网实际可分配的IP地址数，因为每个子网的首、尾IP地址必须保留（一个为网络地址，一个为广播地址），所以它等于IP_block-2，IP_num也用于计算主机段
M：子网掩码(net mask)。
它们之间的公式如下：
M=256-IP_block
IP_block=256/Subnet_block，反之Subnet_block=256/IP_block
IP_num=IP_block-2
Subnet_num=Subnet_block-2
2的冥数：要熟练掌握2^8（256）以内的2的冥代表的十进制数，如128=2^7、64=2^6…，这可使我们立即推算出Subnet_block和IP_block数。

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现在我们举一些例子:

一、已知所需子网数12，求实际子网数
解：这里实际子网数指Subnet_num，由于12最接近2的冥为16（2^4），即 Subnet_block=16，那么Subnet_num=16-2=14,故实际子网数为14。

二、已知一个B类子网每个子网主机数要达到60x255(约相当于X.Y.0.1--X.Y.59.254的数量)个，求子网掩码。
解：1、60接近2的冥为64（2^6），即，IP_block=64
2、子网掩码M=256-IP_block
=256-64=192
3、子网掩码格式B类是：255.255.M.0.
所以子网掩码为：255.255.192.0

三、如果所需子网数为7，求子网掩码
解：1、7最接近2的冥为8，但8个Subnet_block因为要保留首、尾2个子网块，即 8-2=6<7,并不能达到所需子网数，所以应取2的冥为16，即Subnet_block=16
2、IP_block=256/Subnet_block=256/16=16
3、子网掩码M=256-IP_block=256-16=240。

四、已知网络地址为211.134.12.0，要有4个子网，求子网掩码及主机段。
解：1、211.y.y.y是一个C类网，子网掩码格式为255.255.255.M
2、4个子网，4接近2的冥是8（2^3），所以Subnet_block=8
Subnet_num=8-2=6
3、IP_block=256/Subnet_block=256/8=32
4、子网掩码M=256-IP_block=256-32=224
5、所以子网掩码表示为255.255.255.224
6、因为子网块（Subnet_block）的首、尾两块不能使用，所以可分配6个子网块（Subnet_num），每块32个可分配主机块（IP_block）
即：32-63、64-95、96-127、128-159、160-191、192-223
首块（0-31）和尾块（224-255）不能使用
7、每个子网块中的可分配主机块又有首、尾两个不能使用（一个是子网网络地址，一个是子网广播地址），所以主机段分别为：
33-62、65-94、97-126、129-158、161-190、193-222
8、所以子网掩码为255.255.255.224
主机段共6段为：211.134.12.33--211.134.12.62
211.134.12.65--211.134.12.94
211.134.12.97--211.134.12.126
211.134.12.129--211.134.12.158
211.134.12.161--211.134.12.190
211.134.12.193--211.134.12.222
可以任选其中的4段作为4个子网。

另外还有快速解决方法：
在思科网络技术学院CCNA教学和考试当中，不少同学在进行IP地址规划时总是很头疼子网和掩码的计算。现在给大家一个小窍门，可以顺利的解决这个问题。

首先，我们看一个CCNA考试中常见的题型：一个主机的IP地址是202.112.14.137，掩码是255.255.255.224，要求计算这个主机所在网络的网络地址和广播地址。

常规办法是把这个主机地址和子网掩码都换算成二进制数，两者进行逻辑与运算后即可得到网络地址。其实大家只要仔细想想，可以得到另一个方法：255.255.255.224的掩码所容纳的IP地址有256－224＝32个（包括网络地址和广播地址），那么具有这种掩码的网络地址一定是32 的倍数。而网络地址是子网IP地址的开始，广播地址是结束，可使用的主机地址在这个范围内，因此略小于137而又是32的倍数的只有128，所以得出网络地址是202.112.14.128。而广播地址就是下一个网络的网络地址减1。而下一个32的倍数是160，因此可以得到广播地址为 202.112.14.159。可参照下图来理解本例：

CCNA考试中，还有一种题型，要你根据每个网络的主机数量进行子网地址的规划和计算子网掩码。这也可按上述原则进行计算。比如一个子网有10台主机，那么对于这个子网就需要10＋1＋1＋1＝13个IP地址。（注意加的第一个1 是指这个网络连接时所需的网关地址，接着的两个1分别是指网络地址和广播地址。）13小于16（16等于2的4次方），所以主机位为4位。而 256－16＝240，所以该子网掩码为255.255.255.240。

如果一个子网有14台主机，不少同学常犯的错误是：依然分配具有16个地址空间的子网，而忘记了给网关分配地址。这样就错误了，因为14＋1＋1＋1＝17 ，大于16，所以我们只能分配具有32个地址（32等于2的5次方）空间的子网。这时子网掩码为：255.255.255.224。

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