IP，网络地址，主机地址，网络号，子网号，主机号定义、相互关系及其计算

定义

IP地址由32个bit组成

每隔8位作为一个整体，得到IP地址

例如192.168.129.10

，网络地址，主机地址，网络号，子网号，主机号的关系

网络地址通常指的是标识一个特定网络的IP地址。在子网划分的情况下，网络地址通常是子网掩码与子网中第一个可用IP地址的按位与运算结果。这个地址在子网中通常是不可分配给主机的，因为它代表了整个子网。

IP地址由网络号和主机号组成。在没有划分子网的情况下，IP地址的前半部分代表网络号，后半部分代表主机号。但是，当网络被划分子网后，IP地址的组成变为网络号、子网网络号和子网主机号。

IP=网络地址+主机地址

IP=网络号+主机号

划分子网后

IP地址组成变为网络号，子网网络号，子网主机号

经常看到IP/数字的样式，例如192.168.129.10/24

这是说明

IP的32位的子网掩码的前24位都是1，其余都是0
IP的前24位为网络地址也为网络号，剩余的8位是主机号

3.子网号的定义和子网划分

例如IP地址195.169.20.50和子网掩码255.255.255.224所代表的子网进一步划分子网，我们可以按照以下步骤计算新的子网号：

理解当前子网
- 当前子网掩码255.255.255.224转换为二进制是11111111.11111111.11111111.11100000，这意味着前27位是网络部分（包括子网部分），后5位是主机部分。
- 当前子网可以容纳的主机数量是2^5 - 2 = 30台（减去网络地址和广播地址）。
确定进一步划分的子网数
- 假设我们想要将当前子网划分为4个子网。这意味着我们需要从当前的主机部分中借用2位来作为新的子网部分。
- 借用2位后，新的子网掩码将是255.255.255.240（二进制为11111111.11111111.11111111.11110000），前29位是网络部分（包括子网部分），后3位是主机部分。
计算新的子网号
- 新的子网号将基于原始的网络号（或称为“超级网”的网络号）和新的子网部分。
- 由于原始网络号是195.169.20.32（二进制为11000011.10101001.00010100.00100000），当我们从主机部分借用2位作为新的子网部分时，可以得到4个不同的子网号。
列出新的子网号
- 对于每个新的子网，我们将原始网络号的主机部分的前两位设置为00、01、10或11，以表示4个不同的子网。
- 子网1：195.169.20.32（二进制...000000，即不变）
- 子网2：195.169.20.48（二进制...010000）
- 子网3：195.169.20.64（二进制...100000）
- 子网4：195.169.20.80（二进制...110000）
验证和归纳
- 每个新的子网现在都有一个新的子网掩码255.255.255.240，并且每个子网可以容纳的主机数量是2^3 - 2 = 6台（减去网络地址和广播地址）。
- 当我们从主机部分借用位来创建新的子网时，每个新的子网中的可用主机数量会减少（广播地址和网络地址），但我们可以获得更多的子网。

常见计算

1、网络号

公式：将IP地址的二进制和子网掩码的二进制进行“&”（and）运算，得到的结果就是网络号。“&运算”的规则是1&1=1，0&1=0，1&0=0,0&0=0。

ip:        10101100.00011111.10000000.11111111  

子网掩码:11111111.11111111.11000000.00000000
----------------------------------------------------
网络号:     10101100.00011111.10000000.00000000   &　
网络号点分法表示: 172.31.128.0

2、主机号

公式：用IP地址的二进制和（子网掩码的二进制的反码）进行“&”运算，得到的结果就是主机号。反码就是将原本是0的变为1，原本是1的变为0。

ip:           10101100.00011111.10000000.11111111  

子网掩码取反:00000000.00000000.00111111.11111111
----------------------------------------------------
主机号:        00000000.00000000.00000000.11111111   &　
主机号点分法表示: 0.0.0.255

3、广播地址

公式：在得到网络号的基础上，将网络号右边的表示IP地址的主机部分的二进制位全部填上1，再将得到的二进制数转换为十进制数就可以得到广播地址。因为本题中子网掩码是11111111.11111111.11000000.00000000， 0有14个，主机位是14，我们将网络号172.31.128.0，转换为二进制是 10101100.00011111.10000000.00000000，从右边数起，将14个0全部替换为1，即：10101100.00011111.10111111.11111111，这就是这个子网的广播地址的二进制表示法。将这个二进制广播地址转换为十进制就是
172.31.191.255

网络号:     10101100.00011111.10000000.00000000

子网掩码:11111111.11111111.11000000.00000000
----------------------------------------------------
广播地址:   10101100.00011111.10111111.11111111   网络号从右向左0填为1，个数为掩码中的0
广播地址点分法表示: 172.31.191.255

4、可用IP地址范围

因为网络号是172.31.128.0，广播地址是172.31.191.255，所以子网中可用的IP地址范围就是从网络号+1 ~广播地址-1，所以子网中的可用IP地址范围就是从172.31.128.1-172.31.191.254。

5、子网数目

首先将/18换成为我们习惯的表示法:11111111.11111111.11000000.000000转为十进制就是255.255.192.0，可以看到这个掩码的左边两节和B类默认掩码是一致的，所以这个掩码是在B类默认掩码的范围内，意味着我们将对B类大网进行子网划分。B类掩码默类是用16位(16个0)来表示可分配的IP 地址，这里的掩码在B类默认掩码的基础上多出了两个表示网络号的1，也就是向主机位借了两个1这就是说是将B类大网划分为2的2次方个子网(2^n,n表示所借1的个数)，所以最终的子网数目是4

6、如何根据IP和子网掩码判断两个IP是否属于同一子网

获取设备的IP地址和子网掩码：首先，我们需要知道两个设备的IP地址和它们各自的子网掩码。
转换为二进制表示：将两个IP地址和它们的子网掩码都转换为二进制形式。
执行按位与操作：将每个IP地址与其对应的子网掩码进行按位与操作。按位与运算的规则是：两个相应位都为1时，结果为1；否则为0。
比较结果：如果两个设备的按位与结果相同，则它们属于同一子网。

7、如何通过IP和子网掩码确定这个IP所属于的子网的寻址范围

确定子网地址：将IP地址和子网掩码进行按位与操作，得到的结果就是子网地址。子网地址是子网中所有IP地址的公共部分。
计算子网内主机数量：子网掩码中的0位代表主机位。通过计算子网掩码中0的位数，可以确定子网内可以分配的主机数量（注意要减去网络地址和广播地址）。
确定子网范围：基于子网地址和子网内主机数量，可以确定子网的IP范围。通常，子网范围的起始地址是子网地址，结束地址是子网地址加上子网内主机数量减1（因为要减去广播地址）。

以IP地址192.168.210.181和子网掩码255.255.224.0为例：

确定子网地址：将IP地址和子网掩码转换为二进制并执行按位与操作，得到子网地址192.168.192.0。
计算子网内主机数量：子网掩码中有9位是0（即2^9=512），但由于要减去网络地址和广播地址，所以实际可用主机数为510。
确定子网范围：子网范围是192.168.192.0到192.168.223.255。

IP常见计算部分转载自：
/qq_41207757/article/details/107839099
在此基础上加了一点补充

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