IP地址是一个32位的二进制地址，被分为4个8位段（八位组）。人们不习惯使用32的二进制地址或8位的二进制八位组，所以IP地址最常用的表达形式是点分十进制形式。

IP地址分类

IP地址中一部分是网络ID，另一部分是主机ID，地址分类系统把IP地址划分为不同的地址类：‘

• A类地址：IP地址的前**8**位表示网络ID，后24位表示主机ID
• B类地址：IP地址的前**16**位表示网络ID，后16位表示主机ID
• C类地址：IP地址的前**24**位表示网络ID，后8位表示主机ID

使用的位数越多，包含的组合就越多，可知A类地址较少的网络ID，但每个网络都具有大量的可用主机ID。那计算机或路由器是如何将一个IP地址解释为A类、B类还是C类呢？其实二进制的前几位就是用来地址分类，如下表：

注：

• D类地址，前4位为1110，用于多播（组播）
• E类地址，前5位为11110，实验性质的，不用于生产环境
• 排除地址指的是**私有IP地址**，用于本地局域网的IP地址分配

特殊的IP地址

• 全0主机ID：表示**网络本身**，如IP地址129.152.0.0是指网络ID为129.152的B类网络
• 全1主机ID：表示**广播地址**，如IP地址129.152.255.255是指网络ID为129.152的B类网络的广播地址
• 十进制**127开头**的地址：**环回地址**，用于测试自身TCP/IP软件是否正常，如ping自己127.0.0.1

子网掩码

子网掩码是需要配合IP地址一起使用的，用于指示IP地址的前多少比特是网络ID，后多少比特是主机ID。

A、B、C类地址均有默认的掩码，也称固定掩码：

子网划分

子网划分是从主机号字段借用若干位比特，把物理网络分解为更小的逻辑实体（称为子网）的一种手段，从而可以更加充分的利用有限的IP地址资源。

将初始网络分段，必须设计一种编址方案，能够识别出大型网络中的每个子网。一台特定主机可以通过以下三项被唯一识别：

• 网络号唯一地指定主机所在网路（如果网络是公共互联网，网络号就是表示网络的地址，包括了其所有的子网）
• 子网号唯一的指定了一个子网（初始网络内部的子网），一个子网内部包含若干主机
• 主机号唯一地指定了子网内的某台主机

子网划分的几个步骤

• 1确定需要的**子网个数**
• 2确定一个**子网内可能的最多主机数量**
• 3确定从主机号字段**借用的比特数**，用于创建子网号字段
• 4确定主机号字段需要**保留的比特数**（不能被子网字段借用的比特数）
• 5确定**原始**网络号字段和主机号字段的比特数
• 6检查以确保被借用的比特数**没有超过**被保留的比特数（即检查子网划分问题是可解的）
• 7设置**子网号字段的最佳长度**，包括为未来增长预留空间
• 8创建一个修改（自定义）的**子网掩码**
• 9确定**有效的子网号**
• 10确定每个子网的**IP地址有效范围**

子网划分举例

问题：有一个C类地址193.200.35.0，分配给某个组织，该组织需要两个子网，每个子网的主机数不会超过30台。

分析：子网数S=2，每个子网内最多的主机数H=30，C类地址的主机位比特T=8

1. 确定子网个数，S=2
2. 确定一个子网内可能的最多主机数量，H=30
3. 求解2^s - 2 >= S的最小整数s，解得s=2，即从主机号字段借用的比特数，用于创建子网号字段
4. 求解2^h - 2 >= H的最小整数h，解得h=5，即主机号字段需要保留的比特数
5. 确定原始网络号字段和主机号字段的比特数，网络号字段为24，主机号字段T=8
6. 因为s + h = 2 +5 =7 < 8，即借用的比特数没有超过被保留的比特数，问题可解
7. 由于7 < 8，并且r = T - s - h = 1，因而可将 r分配给s或h，通常情况下子网的数量相比子网内主机的数量更容易耗尽，因而将r分配给s，即s = s + r = 2 + 1 =3，此时s + h = 3 + = 8 = T
8. 创建一个自定义的子网掩码，默认C类地址的子网掩码为255.255.255.0，需要计算一个新值代替其0字节，计算256 - 2 ^ (8 - s) = 256 - 2 ^ 5 = 256 - 32 = 224，所以自定义子网掩码为255.255.255.224
9. 确定有效的子网号，运势网络地址为193.200.35.0，将2 ^ (8 - s) = 256 - 2 ^ 5 = 32加到其0字节上，得到第一个子网的网络地址为193.200.35.32。继续在此字节上加上2 ^ (8 - s)，直至其等于自定义的子网掩码，具体如下： 原始地址(非有效子网地址，网络号全0)193.200.35.0子网1地址193.200.35.**32**子网2地址193.200.35.**64**子网3地址193.200.35.**96**子网4地址193.200.35.**128**子网5地址193.200.35.**160**子网6地址193.200.35.**192**自定义子网掩码(非有效子网地址，网络号全1)193.200.35.224
10. 确定每个子网的IP地址有效范围，先计算第一个子网，其地址为193.200.35.33，所以其有效起始地址为193.200.35.33，子网内可以有2^h - 2 = 2^5 - 2 = 30个IP地址，所以结束地址为193.200.35.62，具体如下: 子网序号子网地址子网IP范围1193.200.35.**32**193.200.35.**33**~193.200.35.**62**2193.200.35.**64**193.200.35.**65**~193.200.35.**94**3193.200.35.**96**193.200.35.**97**~193.200.35.**126**4193.200.35.**128**193.200.35.**129**~193.200.35.**158**5193.200.35.**160**193.200.35.**161**~193.200.35.**190**6193.200.35.**192**193.200.35.**193**~193.200.35.**222**注：每个子网的有效起始IP为子网地址+1，每个子网的有效结束IP为子网地址+子网内IP总数，也为下一个子网地址-2，中间跳过的一个IP地址为子网的广播地址。

一些题目

1. 给定IP地址167.77.88.99和掩码255.255.255.192，求子网号、广播地址、有效IP地址。 分析： IP地址---->167.77.88.99--> 10100111.01001101.01011000.01100011 掩码-->255.255.255.192-->11111111.11111111.11111111.11000000 对应位求积--------------------> 10100111.01001101.01011000.01000000-->167.77.88.64（子网号） 广播地址(子网主机全1)---> 10100111.01001101.01011000.01111111-->167.77.88.127 有效IP(除去子网本身和广播地址):167.77.88.65~167.77.88.126
2. 一个子网网段地址为5.32.0.0，掩码为255.224.0.0网络，求它允许的最大主机地址。 分析： 网段------->5.32.0.0-->00000101.00100000.00000000.00000000 掩码-->255.254.0.0-->11111111.11100000.00000000.00000000-->主机位为21位（0位） 最大主机地址---------->00000101.00111111.11111111.11111110-->5.63.255.254
3. 188.188.0.111，188.188.5.222，子网掩码都设为255.255.254.0，在同一网段吗？ 分析： IP1---->188.188.0.111-->10111100.10111100.00000000.01101111 IP2---->188.188.5.222-->10111100.10111100.00000101.11011010 掩码-->255.255.254.0-->11111111.11111111.11111110.00000000 IP分别与掩码作求积运算： 10111100.10111100.00000000.00000000 10111100.10111100.00000100.00000000 网络标识不一样，即不在同一网段。

参考：《TCP/IP入门经典 第6版》/ 乔·卡萨德（Joe Casad）《计算机网络基础教程：基本概念及经典问题解析》/ 纳拉辛哈·卡鲁曼希 等https://blog.csdn.net/hawht/article/details/22684499