子网掩码与IP地址（精选3篇）
子网掩码与IP地址 篇1
1. IP地址
IP地址是TCP/IP网络用于表示主机地址的一个数字串。一个IP地址是用来标识网络中的一个通信实体, 它是计算机中唯一的标识, 它相当于是计算机的“身份证”。传输中的信息带有源地址和目的地址, 分别对通信的源结点和目的结点进行标识。不同的物理网络技术通常具有不同的地址结构和不同的地址长度。在一个物理网络中, 每个结点都至少有一个机器可识别的地址, 该地址叫作物理地址, 其又称硬件地址、MAC地址或第二层地址。互联网在网络层完成地址的统一工作, 将不同物理网络的地址统一到具有全球唯一性的IP地址上, IP层所用到的地址叫作互联网地址, 又叫IP地址, 如图1用IP地址统一物理网络地址。IP地址是由用于标识该地址所从属的网络号和用于指明该网络上某个特定主机的主机号构成, 表示为:IP-address::={
IP定义了五类IP地址:A类、B类、C类、D类、E类。如图3所示。
在A类地址中, 网络号占1字节, 且第一位为0, 故网络号范围为00000001.00000000.00000000.00000000—01111111.00000000.00000000.00000000, 用“点分十进制”表示为:0.0.0.0—127.0.0.0, 但由于0和1 2 7号网络是特殊号不能被使用, 故Internet中能用的A类网络为:1.0.0.0—126.0.0.0;主机号占3字节, 因此, 理论上主机的数目应该为2的2 4次方台, 但作为主机号要除去全1和全0, 实际上可以用主机号为1—16777214。
在B类地址中, 网络号占2字节, 前2位为1 0。除去特殊号后网络号范围为:10000000.00000001.00000000.00000000—10111111.11111110.00000000.00000000, 用“点分十进制”表示为:128.1.0.0—191.254.0.0;主机号占2字节, 除去全1和全0特殊号, 实际可用主机号为1—65534。在C类地址中, 网络号占3字节, 前3位为110, 除去特殊号后C类网络的范围为:11000000.00000000.00000001.00000000—
11011111.11111111.11111110.00000000, 用“点分十进制”表示为:192.0.1.0—223.255.254.0, 主机号占1字节, 除去全1和全0特殊号, 实际可用主机号为1—2 5 4。在以上三类地址中, I P地址不连续, 因为有些是特殊号, 有特殊的意义或用途, 将在下面叙述。
D类地址以1 1 1 0开头, 主要用于多重广播组, 一般用户不采用;而E类地址主要是预留以备后用的实验性地址。
2. 子网掩码
2.1 子网的划分
一个标准的A类、B类和C类网络可以进一步划分为子网。子网划分技术能够使单块网络地址横跨几个物理网络, 这样路由器所连接的多个物理网络可以是同属于一个网络的不同子网。子网划分的主要原因就是地址空间能够被有效地利用, 使得管理更加方便, 可以将广播和通信隔离开来, 从而使得网络拥塞现象不断减少。划分子网的方法是将IP地址的主机号部分划分成两部分, 拿出一部分来标识子网, 另一部分仍然作为主机号。如图4所示, 带子网表示的IP地址结构。划分后IP地址由网络号、子网号以及主机号组成。因此, IP地址可以表示为:IP-address::={
等划分子网后, TCP/IP采用子网掩码来确定网络号、子网号以及主机号的长度。子网掩码是一个32位的二进制数字, 制定了子网标识和主机号的分界点。子网掩码中对应于网络号和子网号的所有比特都被设为1, 而对应于主机号的所有比特都被设为0。TCP/IP协议使用子网掩码判断目的主机是位于本地子网, 还是位于远程子网。将子网掩码和IP地址进行按位“与”运算这就是获得子网地址的主要方法。通常一个网络时划分子网的划分可以从以下进行:首先, 对需要多少个子网号来唯一标识每一个子网进行确定;其次, 对需要多少个主机号来标识每个物理网络上的每台主机进行确定;再次, 对子网数和子网中的主机数后进行综合考虑, 然后确定一个符合要求的子网掩码;第四, 确定标识每个子网的网络号;第五, 确定每个子网上可以使用的主机号的范围。例如:假设已经得到一个B类网络地址160.46.0.0。要求把整个网络划分成18个不同的子网, 该网络的最大的段要求1800个可供主机寻址的地址。想要提供18个子网, 必须占用主机地址的5比特。除去子网号为全“0”和全“1”的子网外, 5比特可以提供30个可用的子网 (25-2=30) 。子网掩码为:255.255.248.0。每个子网可以容纳的主机数为211-2=2046, 可以满足要求。表1给出了各个子网的地址、子网中主机IP地址的范围以及子网的直接广播地址。
2.2 子网掩码运算
本文对如何使用扩展子网掩码“派生”出需要的子网这个问题借助一下例子来进行分析。
例如:某公司有4个位于不同地区的分公司, 业务需要每个分公司都要有独立的子网。依次为1、2、3、4, 各公司主机数分别为28、30、40、60台。现公司申请一个C类IP地址210.37.198.0, 请根据各分公司情况为其设置子网掩码。
分析:C类IP地址, 默认子网掩码是255.255.255.0。要由210.37.198.0派生出其他IP地址, 关键是是在第4个字节“做文章”。要分出四个子网, 子网的网络标识位至少要能示出4种可用的组合。若网络标识位占3位。去掉全为0和全为1的组合。还剩23-2=6种。可以表示6个子网, 剩余5位表示主机位, 每个子网中主机数最多为25-2=30个。要把原来的主机位拿出3位表示子网, 子公司1和2的子网掩码就设为
即为255.255.255.224就满足要求。
从6个子网中任意选择2段子网分配给子公司1和2。以下列表为6个子网的具体描述 (只给出第4个字节) 。
至于公司3和4其主机数大于30, 那么我们只有增加主机的位数才能满足要求了。我们用后6位表示主机位。最多可以表示2-2=62个主机。看来主机数绰绰有余了。可以表示的网络数2-2=2个, 刚刚好分别表示公司3和4.公司3和4的子网掩码就是
即为255.255.255.192就可满足要求。具体分配如下 (只给出第4个字节) :
公司3子网:01000001~01111110即65~126
公司4子网::10000001~10111110即129~190
总结:如果分别为4个子公司申请4个C类IP地址, 不仅造成了IP地址的极大浪费, 而且也会加大公司的经济开销。利用扩展子网掩码轻松解决了由一个网段“派生”出更多子网的问题。
关于子网掩码的计算还涉及到另一个方面:给出两台计算机的IP地址和子网掩码, 判断其是否在同一个子网。道理很简单, 通过子网掩码找出它们各自的“三八线”。如果前一部分相同也就是网络位一样, 那么它们就是在同一个网段或者说同一个子网中了, 否则不是。所谓的专业术语大概都是这么描述的:“将子网掩码分别和两台计算机的IP地址进行与运算, 结果相同它们在同一个子网中, 否则不是。”, 道理就是这样的。
2.3 子网掩码在IP地址中的应用
子网掩码与IP地址结合使用可以区分出该ip地址对应的网络号和主机号。如一个C类地址192.168.110.15, 其子网掩码是255.255.255.0, 则其网络号和主机号可按如下方法得到:将IP地址和子网掩码转换成二进制数, 将这两个二进制数进行逻辑与运算, 再转换成十进制数为192.168.110.0这样就得到了该IP地址对应的网络号192.168.110;当将子网掩码取反后再跟IP地址进行逻辑与运算, 结果为0.0.0.15, 则该IP地址的主机号为15。
子网掩码是判断任意两台主机IP地址是不是属于同一个网络的根据。将两台主机的IP地址分别和子网掩码进行逻辑与运算, 如果它们得到的网络号一样, 则表明这两台主机属于同一网段, 能够直接通讯。如IP地址为192.168.110.8的主机跟192.168.110.119的主机在子网掩码都为255.255.255.0条件下能不能直接通讯呢?将这两个IP地址和子网掩码都转换成二进制数值, 两个IP地址分别跟子网掩码进行逻辑与运算, 得到的结果全为192.168.110.0, 所以两台主机处于同一网段, 能够直接进行通讯。
参考文献
[1]龙根炳.IP地址的设计与应用[J].铜仁职业技术学院学报, 2007, (03) .
[2]王恒青, 宋如敏.在TCP/IP网络模型下IP地址与子网掩码的计算解析[J].科技信息 (学术研究) , 2008, (32) .
[3]宋火旺.IP地址分类与子网掩码的设置[J].软件导刊, 2008, (08) .
[4]罗东.解析IP地址原理及应用[J].重庆文理学院学报 (自然科学版) , 2007, (04) .
[5]孙红科, 高金玉.计算机网络中子网的划分[J].科技信息 (科学教研) , 2007, (31) .
[6]樊爱京, 张志立.IP地址在子网中的划分[J].许昌学院学报, 2003, (02) .
子网掩码与IP地址 篇2
【课题名称】IP地址及子网掩码
【授课教师】王振江
【授课班级和授课时间】职高八十九班2010年5月19日
【授课使用的教材】电子工业出版社《计算机网络基础》第4版
【教学目的及要求】
1．知识和技能目标
(1)了解 IP 地址的概念及表现形式
(2)了解静态地址与动态地址
(3)掌握 IP 地址的格式及分类
(4)掌握A、B、C三类网络默认的子网掩码
2．过程和方法目标
(1)能根据 IP 地址判断网络类型
(2)培养学生的实践能力，实现概念和实践的衔接
3．情感态度和价值目标
(1)体会IP地址在网络中的重要地位。
(2)让学生认识到 IP 地址资源的有限性及分配的不平衡，体验民族的危机感。
(3)培养学生在自主探究学习的过程中勇于克服困难，体验成功。
【教学重点】
(1)IP 地址的格式
(2)子网掩码的理解
【教学难点】
(1)判断IP地址的类型
(2)子网掩码的划分规则
【授课类型】新授课、理论课
【教学方法】讲授法、演示法、任务驱动法
【教具配备】多媒体教室、自制多媒体课件
【教学过程及时间分配】；
一、新课导入（1分钟）
教师设疑启发：大家知道写信需要地址，打电话需要电话号码，那么Internet上的计算机有地址或号码吗？
学生讨论
二、讲授新课
(一)IP地址(30分钟)
1．IP地址定义
IP地址是网络上任意一个设备用来区别于其他设备的唯一可标识的地址。
2．IP地址的表示形式
每个IP地址由32位二进制组成，如：
******0
1为了方便记忆，把32位二进制数分成4段，每段8位，中间用小数点隔开，将每8位二进制数转换成十进制数。
学生思考： IP地址每段表示的十进制数最小值、最大值各为多少？
教师演示：查看本机的 IP 地址
方法
一、通过IPCONFIG命令
方法
二、右击“网上邻居”，选属性，右击本地链接，选属性，找到Internet协议，选属性
学生上机操作
3．IP地址的组成一个IP地址由网络地址和主机地址两部分组成。
网络地址：用于标识一个逻辑网络。
主机地址：用于标识一个网络中的一台主机。
学生思考：
(1)同一网络中的主机的网络标识是否相同？
(2)同一网络中的主机的主机标识能否相同？
4．IP地址的分类
IP地址中的网络地址分为（A、B、C、D、E）五类，每一类网络可以从IP地址的第一个数字看出。(可以二进制位,也可以是十进制位)
A类地址：高端第1位为0，前一个字节表示网络编号，后三个字节表示主机编号，IP地址范围为1—126,用于大型网络。
B类地址：高端前二位为10，前两个字节表示网络编号，后两个字节表示主机地址，IP地址范围为128—191,用于中型网络。
C类地址：高端前三位为110，前三个字节表示网络编号，后一个字节表示主机地址，IP地址范围为192—223,用于较小型网络。
D类地址：高端前四位为1110，其余位用于标识主机，IP地址范围为224—139,目前主要用于多路传送和组寻址等。
E类地址：高端前四位为1111，IP地址范围为240—255,它是实验地址，保留将来使用。
说明：A类、B类与C类地址为基本的IP地址
学生思考：
1．A、B、C三类网络，每类网中的网络数与主机数各是多少？
2．下列IP地址分别属于哪类网络，它们的网络标识和主机标识分别是什么？哪些主机在同一网络中。
①59.49.241.1②221.11.167.51③59.168.61.2
3④139.56.123.69④139.56.66.56⑤221.11.167.80
5．几种特殊的IP地址
(1)如果IP地址的第1个字段值为127，则表明是本机地址。这种地址是用来做循环测试用的，不可用作其它用途。
(2)在地址分配时，主机部分为0和255的两个值不能分配给任何主机。主机地址全为0是网络标识地址，代表这个网络。
主机地址全为1是广播地址，代表网络中的所有主机。
6．动态地址和静态地址
动态地址是指，当用户上网时，网络临时分配给用户某一地址。
静态地址是指，某台计算机拥有固定不变的IP地址。
学生思考：
我们什么时候使用动态IP地址，什么时候使用静态IP地址？
7．下一代的网际协议IPv6
目前我们使用的第二代互联网IPv4技术。它的最大问题是网络地址资源有限，以至目前的IP地址资源将要用完。地址不足，严重地制约了我国及其他国家互联网的应用和发展。
IPV6包括128位二进制。
学生练习（课件）
二、子网和子网掩码（10分钟）
在实际应用中，还会出现网络数不够的情况，这时采用将主机标识部分的一些二进制位划出来，用作本网络的各个子网，剩余的部分用作相应子网内的主机标识部分，这样，地址就变形为：
“网络+子网+主机”
子网掩码也是由32位二进制位组成，采用4字段点分十进制表示。
确定子网掩码的规则
(1)凡是IP地址的网络和子网标识部分都用二进制1表示；
(2)凡是IP地址的主机标识部分都用二进制0表示；
• 各标准类地址的默认子网掩码如下：
A类：255.0.0.0
B类：255.255.0.0
C类：255.255.255.0
例：如果单位某台主机的IP地址为172.18.150.4，同时该单位没有做过子网分割，那么与这个IP地址对应的子网掩码为多少？
答：因为172.18.150.4为B类IP地址，因此，网络地址为172.15.0.0，而主机地址为0.0.150.4所以，根据子网掩码的构成特点，网络地址的二进制形式中的每一位用1代替，转成十进制形式即为255.255，而主机部分的二进制形式中的每一位用0代替，即0.0
因些，与IP地址172.18.150.4对应的子网掩码为255.255.0.0
注意：
（1）子网掩码的某一段中1必须是连续的，0也必须连续。
（2）必须与IP地址配合使用才有意义。单独的子网掩码不具有任何意义。学生练习(课件)
三、小结：（3分钟）
1．IP地址的表示形式
2．IP地址的组成3．IP地址的分类
4．静态IP地址与动态IP地址
5．子网掩码的组成6．确定子网掩码的规则
四、作业：（1分钟）
1．如何查看本机的的IP地址?
2．Internet网络中的每个主机都有唯一的IP地址，如何确定这些地址的类别？
3．通过网络，课下学习有关IPV6的相关知识。
【板书设计】
课题：IP地址与子网掩码
一、IP地址
1．IP地址的概念
2．IP地址的表示形式
3．IP地址的查看方法
4．IP地址的组成5．IP地址的分类
6．静态IP地址与动态IP地址
二、子网掩码
1．子网掩码的组成2．确定子网掩码的规则
【教学后记】
IP地址、子网掩码和特例探讨 篇3
IP地址由32位组成(而MAC地址48位、12个16进制),分别描述网路地址和主机地址。这32位又分成4个8bit组。例如IP地址192.20.30.1可以用8bit组分解。
IP地址的种类是按照IP地址中第一个8bit组的前三位的值来判断的。
2 子网掩码
网络掩码的作用:掩码由32位二进制组成,它的作用在于区分IP地址中的网络部分地址和主机部分地址。由掩码指定的网络部分是不能改变的,而主机部分是可以随意处理,这些位还可以用来划分子网。
通过IP地址和掩码,就可以获得网络地址。掩码可以用一种斜杠格式表示。
有类路由的概念:在跨多个主网络通信时不携带子网掩码的信息,并假定对于同一主网络,使用的子网掩码都是一样的。例如,主网络地址10.0.0.0,默认子网掩码是255.0.0.0。
无类路由是在通信时,必须携带子网掩码信息。
3通用的网络(子网)地址计算
网络地址的运算是通过“逻辑与”(AND)的过程。
例如,IP地址:192.20.30.41,掩码:255.255.255.252。
标识子网的位组合公式:2n-2(其中是n用于标识子网的位数)。
全0和全1的组合,对于一些网络设备可能会出现一些问题,所以减2。标识主机的位组合公式:2n-2(其中是n用于标识主机的位数)。
主机位全0时,此时IP地址相当于只是标识了一个网络地址;主机位全1时,此时IP地址相当于一个广播地址地址,所以减2。
例如:假设一家公司被分配了一个C类地址192.20.30.0/24,而此公司有7个部门,每个部门最多11个主机。注意192.20.30.0的前24位是不能改变的,只能对最后一个8bit组进行子网划分。
如果网络位取4位,则网路地址数量为:24-2=14,主机地址数量为:24-2=14。
这样的子网划分能满足该公司的组网要求,所以,该公司内部的子网掩码应设为/28,即255.255.255.240。
4网络地址另类算法
对于一个C类地址,只能对其最后一个8bit组进行子网划分,我们来看看对这8bit组中每一位进行掩码的情况:
1位掩码,能提供的网络地址数量为:21-2=0,无效。7位掩码,能提供的主机地址数量为:21-2=0,无效。8位掩码同样无效,而实际此掩码是广播地址。
2位掩码(255.255.255.192),能提供的网络地址数量为:22-2=2。
注意:网络地址是最小网络地址64的倍数。
3 位掩码(255.255.255.224),能提供的网络地址数量为:23-2=6。
注意:网络地址是最小网络地址32的倍数。同理:
4 位掩码(255.255.255.240),能提供的网络地址数量为:24-2=14。
网络地址是最小网络地址16的倍数。
5 位掩码(255.255.255.248),能提供的网络地址数量为:25-2=30。
网络地址是最小网络地址8的倍数。
6 位掩码(255.255.255.252),能提供的网络地址数量为:25-2=62。
网络地址是最小网络地址4的倍数。结论:网络地址是最小网络位的倍数。例如:
192.16.12.52/28,使用4位掩码,所有网络地址都是16的倍数,比52小的16的倍数中最大的数是48,所以,网络地址位192.16.12.48。
192.30.20.17/30,使用6位掩码,所有网络地址都是4的倍数,比17小的4的倍数中最大的数是16,所以,网络地址位192.16.12.16。另外,下一个网络地址是192.16.12.20,那么子网192.16.12.16的广播地址为192.16.12.19。
这两个例子和用逻辑与(AND)的计算结果一致。
这种网路地址倍增关系同样适合B类地址,只是计算较为复杂,还不如用逻辑与的方法计算来得快。
5特例探讨
来看一个C类地址:211.145.117.1/30(255.255.255.252),按照前面的分析,我们可以很快得出211.145.117.1/30的网络地址为211.145.117.0。同样211.145.117.2/30、211.145.117.3/30的网络地址也为211.145.117.0,211.145.117.4/30本身就是网络地址。
而211.145.117.x/24的网络地址也为211.145.117.0。
这样,211.145.117.1/30、211.145.117.2/30、211.145.117.3/30与211.145.117.x/24具有相同的子网地址,使得子网地址的划分具有二义性。
同样,211.145.117.1~8/29(255.255.255.248)面临同样的问题。依此类推,211.145.117.1~16/28(255.255.255.240)等等。
同样,211.145.117.253/30、211.145.117.252/30遇到同样的麻烦,而211.145.117.251/30本身就是广播地址。
另外211.145.117.254~247/29、211.145.117.254~239/28,依此类推,都有同样的问题。
上述这种IP地址配置的限制,在Cisco路由器约v12.5之前和Radvision MCU的配置中,都对这种配置加以拒绝。
但在Cisco路由器约v12.5之后,未对地址配置进行限制。可能是考虑让IP地址配置灵活度大一些,特别是像/30的掩码,只有两个可用的IP地址,这种连接主要用于串行连接网,如两个路由器用串口直接连接,不会影响到网络中的其它部分。
摘要：介绍IP地址和子网掩码的快速计算方法。并探讨在类似C类地址252掩码下,首尾IP地址是否可用的原因。
关键词：IP地址,子网掩码,计算,特例
参考文献