不管是學習網(wǎng)絡還是上網(wǎng)，IP地址都是出現(xiàn)頻率非常高的詞。Windows系統(tǒng)中設置IP地址的界面如圖1所示，圖中出現(xiàn)了IP地址、子網(wǎng)掩碼、默認網(wǎng)關和DNS服務器這幾個需要設置的地方，只有正確設置，網(wǎng)絡才能通，那這些名詞都是什么意思呢?學習IP地址的相關知識時還會遇到網(wǎng)絡地址、廣播地址、子網(wǎng)等概念，這些又是什么意思呢？
要解答這些問題，先看一個日常生活中的例子。如圖2所示，住在北大街的住戶要能互相找到對方，必須各自都要有個門牌號，這個門牌號就是各家的地址，門牌號的表示方法為：北大街+XX號。假如1號住戶要找6號住戶，過程是這樣的，1號在大街上喊了一聲："誰是6號，請回答。"，這時北大街的住戶都聽到了，但只有6號作了回答，這個喊的過程叫"廣播"，北大街的所有用戶就是他的廣播范圍，假如北大街共有20個用戶，那廣播地址就是：北大街21號。也就是說，北大街的任何一個用戶喊一聲能讓"廣播地址-1"個用戶聽到。
街道地址：北大街，如果給該大街一個地址則用第一個住戶的地址-1，此例為：北大街0號
住戶的號：如1號、2號等。
住戶的地址：街道地址+XX號，如北大街 1號、北大街 2號等
廣播地址：最后一個住戶的地址+1，此例為：北大街21號
Internet網(wǎng)絡中，每個上網(wǎng)的計算機都有一個像上述例子的地址，這個地址就是IP地址，是分配給網(wǎng)絡設備的門牌號，為了網(wǎng)絡中的計算機能夠互相訪問，IP地址=網(wǎng)絡地址+主機地址，圖1中的IP地址是192.168.100.1，這個地址中包含了很多含義。如下所示：
網(wǎng)絡地址（相當于街道地址）： 192.168.100.0
主機地址（相當于各戶的門號）： 0.0.0.1
IP地址（相當于住戶地址）： 網(wǎng)絡地址+主機地址=192.168.100.1
廣播地址： 192.168.100.255
這些地址是如何計算出來的呢？為什么計算這些地址呢？要想知道如何，先要明白一個道理，學習網(wǎng)絡的目的就是如何讓網(wǎng)絡中的計算機相互通訊，也就是說要圍繞著"通"這個字來學習和理解網(wǎng)絡中的概念，而不是只為背幾個名詞。
注：192.168.100.1是私有地址，是不能直接在Internet網(wǎng)絡中應用的，上Internet要轉為公有地址，下面詳細說明。
一、為什么要計算網(wǎng)絡地址
一句話就是讓網(wǎng)絡中的計算機能夠相互通訊。先看看最簡單的網(wǎng)絡，圖3中是用網(wǎng)線（交叉線）直接將兩臺計算機連起來。下面是幾種IP地址設置，看看在不同設置下網(wǎng)絡是通還是不通。
1、設置1號機的IP地址為192.168.0.1子網(wǎng)掩碼為255.255.255.0，2號機的IP地址為192.168.0.200子網(wǎng)掩碼為255.255.255.0，這來臺計算機就能正常通訊。
2、如果1號機地址不變，將2號機的IP地址改為192.168.1.200子網(wǎng)掩碼還是為255.255.255.0，那這兩臺就無法通訊。
3、設置1號機的IP地址為192.168.0.1子網(wǎng)掩碼為255.255.255.192，2號機的IP地址為192.168.0.200子網(wǎng)掩碼為255.255.255.192，注意和第1種情況的區(qū)別在于子網(wǎng)掩碼，1為255.255.255.0本例是255.255.255.192這來臺計算機就能正常通訊。
第1種情況能通是因為這兩臺計算機處在同一網(wǎng)絡192.168.0.0，所以能通，而2、3種情況下兩臺計算機處在不同的網(wǎng)絡，所以不通。
這里先給個結論：用網(wǎng)線直接連接的計算機或是通過HUB或普通交換機間接的計算機之間要能夠相互通，計算機必須要在同一網(wǎng)絡，也就是說它們的網(wǎng)絡地址必須相同，而且主機地址必須不一樣。如果不在一個網(wǎng)絡就無法通。這就像我們上面舉的例子，同是北大街的住戶由于街道名稱都是北大街，且各自的門牌號不同，所以能夠相互找到對方。
計算網(wǎng)絡地址就是判斷網(wǎng)絡中的計算機在不在同一網(wǎng)絡，在就能通，不在就不能通。注意，這里說的在不在同一網(wǎng)絡指的是IP地址而不是物理連接。那么如何計算呢？
二、如何計算網(wǎng)絡地址
我們?nèi)粘Ｉ钪械牡刂啡纾罕贝蠼?號，從字面上就能看出街道地址是北大街，而我們從IP地址中卻難以看出網(wǎng)絡地址，要計算網(wǎng)絡地址，必須借助我們上邊提到過的子網(wǎng)掩碼。
計算過程是這樣的，將IP地址和子網(wǎng)掩碼都換算成二進制，然后進行與運算，結果就是網(wǎng)絡地址。與運算如下所示，上下對齊，1位1位的算，1與1=1 ，其余組合都為0．
例如：計算IP地址為：202.99.160.50子網(wǎng)掩碼是255.255.255.0的網(wǎng)絡地址步驟如下：
1）將IP地址和子網(wǎng)掩碼分別換算成二進制
202.99.160.50 換算成二進制為 11001010·01100011·10100000·00110010
255.255.255.0 換算成二進制為 11111111·11111111·11111111·00000000
2）將二者進行與運算
3）將運算結果換算成十進制，這就是網(wǎng)絡地址。
11001010·01100011·10100000·00000000換算成十進制就是202.99.160.0
現(xiàn)在我們就可以解答上面三種情況的通與不通的問題了。
1、從下面運算結果可以看出二臺計算機的網(wǎng)絡地址都為192.168.0.0且IP地址不同，所以可以通。
3、從下面運算結果可以看出1號機的網(wǎng)絡地址為192.168.0.0，2號機的網(wǎng)絡地址為192.168.0.192 不在一個網(wǎng)絡，所以不通
相信看到這應該明白了為何計算網(wǎng)絡地址和如何計算了，但也許還有很多疑問，如IP地址為什么寫成這樣，子網(wǎng)掩碼到底是怎么回事等等，別急，下面慢慢介紹。
類范圍:IP地址常采用點分十進制表示方法:X.Y.Y.Y,在這里,X=1--126時稱為A類地址;X=128--191時成為B類地址;X=192--223時稱為C類地址;如10.202.52.130,因為X=10在1--126范圍內(nèi)所以稱為A類地址,默認子網(wǎng)掩碼:A類為255.0.0.0;B類為255.255.0.0;C類為255.255.255.0
當我們要劃分子網(wǎng)用到子網(wǎng)掩碼M時,類子網(wǎng)掩碼的格式應為:A類為255.M.0.0;B類為255.255.M.0;C類為255.255.255.M. M是相應的子網(wǎng)掩碼,如255.255.255.240
十進制計算基數(shù):256.等一下我們所有的十進制計算都要用256來進行
幾個公式變量的說明:
Subnet_block:可分配子網(wǎng)塊的大小,指在某一子網(wǎng)掩碼下的子網(wǎng)的塊數(shù).
Subnet_num:實際可分配子網(wǎng)數(shù),指可分配子網(wǎng)塊中要剔除首,尾兩塊,這是某一子網(wǎng)掩碼下可分配的實際子網(wǎng)數(shù)量,它等于Subnet_block-2
IP_block:每個子網(wǎng)可分配的IP地址塊大小
IP_num:每個子網(wǎng)實際可分配的IP地址數(shù),因為每個子網(wǎng)的首,尾IP地址必須保留(一個為網(wǎng)絡地址,一個為廣播地址),所以它等于IP_block-2.IP_num也用于計算主機段
M:子網(wǎng)掩碼(net mask)
他們之間的公式如下:
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的冥數(shù):要熟練掌握2^8(256)以內(nèi)的2的冥數(shù)的十進制數(shù),如128=2^7,64=2^6....,這可使我們立即推算出Subnet_block和IP_block數(shù).
現(xiàn)在我們舉一些例子:
一,已知所需子網(wǎng)數(shù)12,求實際子網(wǎng)數(shù)
解:這里實際子網(wǎng)數(shù)指Subnet_num,由于12最接近2的冥數(shù)為16(2^4),既Subnet_block=16,那么Subnet_num=16-2=14,故實際子網(wǎng)數(shù)為14.
二,已知一個B類子網(wǎng)每個子網(wǎng)主機數(shù)要達到60X255(約相當于X.Y.0.1--X.Y.59.254的數(shù)量)個,求子網(wǎng)掩碼
解:1. 60接近2的冥數(shù)為64(2^6),即IP_block=64
2. 子網(wǎng)掩碼M=256-IP_block=256-64=192
3. 子網(wǎng)掩碼格式B類是:255.255.M.0,所以子網(wǎng)掩碼為:255.255.192.0
三.如果所需子網(wǎng)數(shù)為7,求子網(wǎng)掩碼
解:1. 7最接近2的冥為8,但8個Subnet_block因為要保留首,尾2個子網(wǎng)塊,即8-2=6<7,并不能達到所需子網(wǎng)數(shù),所以應該取2的冥為16,即Subnet_block=16
2. IP_block=256/Subnet_block=256/16=16
3. 子網(wǎng)掩碼M=256-IP_block=256-16=240
四.已知網(wǎng)絡地址為211.134.12.0,要有4個子網(wǎng),求子網(wǎng)掩碼及主機段
解:1. 211.Y.Y.Y是一個C類網(wǎng),子網(wǎng)掩碼格式為255.255.255.M
2. 4個子網(wǎng),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. 子網(wǎng)掩碼M=256-IP_block=256-32=224
5. 所以子網(wǎng)掩碼表示為255.255.255.224
6. 因為子網(wǎng)塊中的可分配主機又有首,尾兩個不能使用,所以可分配6個子網(wǎng)塊(Subnet_num),每塊32個可分配主機塊(IP_block) 即:32-63,64-95,96-127,128-159,160-191,192-223
首塊(0-31)和尾塊(224-255)不能使用
7. 每個子網(wǎng)塊中的可分配主機塊又有首,尾兩個不能使用(一個是子網(wǎng)網(wǎng)絡地址,一個是子網(wǎng)廣播地址),所以主機段分別為:33-62,65-94,97-126,129-158,161-190,193-222
8. 所以子網(wǎng)掩碼為255.255.255.224 主機段共6段為:211.134.12.33--211.134.12.62;
211.134.12.65--311.134.12.94;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 可以任選其中的4段作為4個子網(wǎng).
介紹子網(wǎng)掩碼的兩種簡便算法
IP地址是32位的二進制數(shù)值，用于在TCP/IP通訊協(xié)議中標記每臺計算機的地址。通常我們使用點式十進制來表示，如192.168.0.5等等。
每個IP地址又可分為兩部分。即網(wǎng)絡號部分和主機號部分：網(wǎng)絡號表示其所屬的網(wǎng)絡段編號，主機號則表示該網(wǎng)段中該主機的地址編號。按照網(wǎng)絡規(guī)模的大小，IP地址可以分為A、B、C、D、E五類，其中A、B、C類是三種主要的類型地址，D類專供多目傳送用的多目地址，E類用于擴展備用地址。A、B、C三類IP地址有效范圍如下表：
類別 網(wǎng)絡號 /占位數(shù) 主機號 /占位數(shù) 用途
A 1～126 / 8 0～255 0～255 1～254 / 24 國家級
B 128～191 0～255 / 16 0～255 1～254 / 16 跨過組織
C 192～223 0～255 0～255 / 24 1～254 / 8 企業(yè)組織
隨著互連網(wǎng)應用的不斷擴大，原先的IPv4的弊端也逐漸暴露出來，即網(wǎng)絡號占位太多，而主機號位太少，所以其能提供的主機地址也越來越稀缺，目前除了使用NAT在企業(yè)內(nèi)部利用保留地址自行分配以外，通常都對一個高類別的IP地址進行再劃分，以形成多個子網(wǎng)，提供給不同規(guī)模的用戶群使用。
這里主要是為了在網(wǎng)絡分段情況下有效地利用IP地址，通過對主機號的高位部分取作為子網(wǎng)號，從通常的網(wǎng)絡位界限中擴展或壓縮子網(wǎng)掩碼，用來創(chuàng)建某類地址的更多子網(wǎng)。但創(chuàng)建更多的子網(wǎng)時，在每個子網(wǎng)上的可用主機地址數(shù)目會比原先減少。
子網(wǎng)掩碼是標志兩個IP地址是否同屬于一個子網(wǎng)的，也是32位二進制地址，其每一個為1代表該位是網(wǎng)絡位，為0代表主機位。它和IP地址一樣也是使用點式十進制來表示的。如果兩個IP地址在子網(wǎng)掩碼的按位與的計算下所得結果相同，即表明它們共屬于同一子網(wǎng)中。
在計算子網(wǎng)掩碼時，我們要注意IP地址中的保留地址，即“ 0”地址和廣播地址，它們是指主機地址或網(wǎng)絡地址全為“ 0”或“ 1”時的IP地址，它們代表著本網(wǎng)絡地址和廣播地址，一般是不能被計算在內(nèi)的。
下面就來以實例來說明子網(wǎng)掩碼的算法：
對于無須再劃分成子網(wǎng)的IP地址來說，其子網(wǎng)掩碼非常簡單，即按照其定義即可寫出：如某B類IP地址為10.12.3.0，無須再分割子網(wǎng)，則該IP地址的子網(wǎng)掩碼為255.255.0.0。如果它是一個C類地址，則其子網(wǎng)掩碼為255.255.255.0。其它類推，不再詳述。下面我們關鍵要介紹的是一個IP地址，還需要將其高位主機位再作為劃分出的子網(wǎng)網(wǎng)絡號，剩下的是每個子網(wǎng)的主機號，這時該如何進行每個子網(wǎng)的掩碼計算。
一、利用子網(wǎng)數(shù)來計算
在求子網(wǎng)掩碼之前必須先搞清楚要劃分的子網(wǎng)數(shù)目，以及每個子網(wǎng)內(nèi)的所需主機數(shù)目。
1)將子網(wǎng)數(shù)目轉化為二進制來表示
2)取得該二進制的位數(shù)，為 N
3)取得該IP地址的類子網(wǎng)掩碼，將其主機地址部分的的前N位置 1 即得出該IP地址劃分子網(wǎng)的子網(wǎng)掩碼。
如欲將B類IP地址168.195.0.0劃分成27個子網(wǎng)：
1)27=11011
2)該二進制為五位數(shù)，N = 5
3)將B類地址的子網(wǎng)掩碼255.255.0.0的主機地址前5位置 1，得到 255.255.248.0
即為劃分成 27個子網(wǎng)的B類IP地址 168.195.0.0的子網(wǎng)掩碼。
二、利用主機數(shù)來計算
1)將主機數(shù)目轉化為二進制來表示
2)如果主機數(shù)小于或等于254（注意去掉保留的兩個IP地址），則取得該主機的二進制位數(shù)，為 N，這里肯定 N<8。如果大于254，則 N>8，這就是說主機地址將占據(jù)不止8位。
3)使用255.255.255.255來將該類IP地址的主機地址位數(shù)全部置1，然后從后向前的將N位全部置為 0，即為子網(wǎng)掩碼值。
如欲將B類IP地址168.195.0.0劃分成若干子網(wǎng)，每個子網(wǎng)內(nèi)有主機700臺：
1) 700=1010111100
2)該二進制為十位數(shù)，N = 10
3)將該B類地址的子網(wǎng)掩碼255.255.0.0的主機地址全部置 1，得到255.255.255.255
然后再從后向前將后 10位置0,即為： 11111111.11111111.11111100.00000000
即255.255.252.0。這就是該欲劃分成主機為700臺的B類IP地址 168.195.0.0的子網(wǎng)掩碼。
下面列出各類IP地址所能劃分出的所有子網(wǎng)，其劃分后的主機和子網(wǎng)占位數(shù)，以及主機和子網(wǎng)的（最大）數(shù)目，注意要去掉保留的IP地址(即劃分后有主機位或子網(wǎng)位全為“0”或全為“1”的)：
A類IP地址：
子網(wǎng)位 /主機位 子網(wǎng)掩碼 子網(wǎng)最大數(shù) /主機最大數(shù)
2/22 255.192.0.0 2/4194302
3/21 255.224.0.0 6/2097150
4/20 255.240.0.0 14/1048574
5/19 255.248.0.0 30/524286
6/18 255.252.0.0 62/262142
7/17 255.254.0.0 126/131070
8/16 255.255.0.0 254/65536
9/15 255.255.128.0 510/32766
10/14 255.255.192.0 1022/16382
11/13 255.255.224.0 2046/8190
12/12 255.255.240.0 4094/4094
13/11 255.255.248.0 8190/2046
14/10 255.255.252.0 16382/1022
15/9 255.255.254.0 32766/510
16/8 255.255.255.0 65536/254
17/7 255.255.255.128 131070/126
18/6 255.255.255.192 262142/62
19/5 255.255.255.224 524286/30
20/4 255.255.255.240 1048574/14
21/3 255.255.255.248 2097150/6
22/2 255.255.255.252 4194302/2
B類IP地址：
子網(wǎng)位 /主機位 子網(wǎng)掩碼 子網(wǎng)最大數(shù) /主機最大數(shù)
2/14 255.255.192.0 2/16382
3/13 255.255.224.0 6/8190
4/12 255.255.240.0 14/4094
5/11 255.255.248.0 30/2046
6/10 255.255.252.0 62/1022
7/9 255.255.254.0 126/510
8/8 255.255.255.0 254/254
9/7 255.255.255.128 510/126
10/6 255.255.255.192 1022/62
11/5 255.255.255.224 2046/30
12/4 255.255.255.240 4094/14
13/3 255.255.255.248 8190/6
14/2 255.255.255.252 16382/2
C類IP地址：
子網(wǎng)位 /主機位 子網(wǎng)掩碼 子網(wǎng)最大數(shù) /主機最大數(shù)
2/6 255.255.255.192 2/62
3/5 255.255.255.224 6/30
4/4 255.255.255.240 14/14
5/3 255.255.255.248 30/6
6/2 255.255.255.252 62/2
