ip地址、子网掩码、网络地址、广播地址、地址范围的计算

ip地址：用来标识网络中的每一台主机，它是由网络id和主机id组成，ip分为A类、B类、C类、D类和E类，但我们使用的是ABC三类，只说这三类。

A类：1-127.X.X.X，前8位为网络id，默认子网掩码255.0.0.0，该网段内共16777214台主机
B类：128-191.X.X.X，前16位为网络id，默认子网掩码255.255.0.0，该网段内共65534台主机
C类：192-223.X.X.X，前24位为网络id，默认子网掩码255.255.255.0，该网段内共254台主机

子网掩码：
子网掩码(subnet mask)又叫网络掩码、地址掩码，子网掩码用来规则无类地址，只有一个作用，就是将某个IP地址划分成网络地址和主机地址两部分。子网掩码用于找出IP地址中网络及主机标识部分。子网掩码长32位，前半部分为全1，后半部分为全0，其中1表示网络部分，0表示主机部分。

子网掩码只会出现如下数字
00000000    0
10000000    128
11000000    192
11100000    224
11110000    240
11111000    248
11111100    252
11111110    254
11111111    255

网络部分前缀位数(长度)：
子网掩码表示的含义是网络部分前缀位数，比如说子网掩码是 255.255.255.0 转换为二进制数前面是24个1，后面跟8个0，此时网络部分的前缀位数就是24，知道了网络部分前缀位数就能知道主机部分位数，因为ip地址位数=网络部分位数+主机部分位数，ipv4地址位数是32位，网络部分前缀位数24，所以可以得知主机部分后缀位数是8，从而得出该网段主机数是2^8 -2=256-2=254，(2^8表示2的8次方)，

可分配IP主机数=2^主机部分位数 -2，这里不禁要问，为什么要减2？打个比方说给主机使用的ip是从192.168.1.1-192.168.1.254，而192.168.1.0代表该段网络id，192.168.1.255代表该段的多播地址，这两个地址网段内主机不可用，因此需要减去2。

知道ip地址和子网掩码后可以算出：
1、 网络地址
2、 广播地址
3、 该地址IP地址范围；可分配IP地址范围
4、 该子网IP地址总数；可分配IP地址总数

计算方法如图所示：
例1：下面例子IP地址为192·168·100·5 子网掩码是255·255·255·0。算出网络地址、广播地址、可分配IP地址范围、主机数。
1） 将IP地址和子网掩码换算为二进制，子网掩码连续全1的是网络地址，后面的是主机地址。 虚线前为网络地址，虚线后为主机地址
　　IP地址     192.168.100.5 的二进制为  11000000.10101000.01100100.00000101
　　子网掩码 255.255.255.0 的二进制为  11111111.11111111.11111111.00000000
2）IP地址和子网掩码进行"与"运算，结果是网络地址
　　将两者做“与”运算（即：两位同时为“1”，结果才为“1”，否则为0），结果是：
　　11000000.10101000.01100100.00000000
　　把二进制的网络地址转成十进制就是 192.168.100.0
把二进制的网络地址转成十进制就是 192.168.100.0
3） 将上面的网络地址中的网络地址部分不变，主机地址变为全1，结果就是广播地址。
4） 可分配IP地址范围就是含在本网段内的所有主机
网络地址+1即为第一个主机地址，广播地址-1即为最后一个主机地址，由此可以看出
地址范围是： 网络地址+1 至 广播地址-1
本例的网络范围是：192·168·100·1 至 192·168·100·254
5） 可分配IP主机的数量
主机的数量=2二进制的主机位数-2
减2是因为主机不包括网络地址和广播地址。本例二进制的主机位数是8位。
主机的数量=2^8-2=254


例2： IP地址为128·36·199·3 子网掩码是255·255·240·0。算出网络地址、广播地址、地址范围、主机数。
1） 将IP地址和子网掩码换算为二进制，子网掩码连续全1的是网络地址，后面的是主机地址， 虚线前为网络地址，虚线后为主机地址
2）IP地址和子网掩码进行与运算，结果是网络地址
3）将运算结果中的网络地址不变，主机地址变为1，结果就是广播地址。
4） 地址范围就是含在本网段内的所有主机
网络地址+1即为第一个主机地址，广播地址-1即为最后一个主机地址，由此可以看出
地址范围是： 网络地址+1 至 广播地址-1
本例的网络范围是：128·36·192·1 至 128·36·207·254
5） 主机的数量
主机的数量=2二进制位数的主机-2
主机的数量=2^12-2=4094
减2是因为主机不包括网络地址和广播地址。



从上面两个例子可以看出不管子网掩码是标准的还是特殊的，计算网络地址、广播地址、地址数时只要把地址换算成二进制，然后从子网掩码处分清楚连续1以前的是网络地址，后是主机地址进行相应计算即可。

现在就告诉大家一个很容易算子网掩码的方法。
大家都应该知道2的0次方到10次方是多少把？也给大家说一下，分别是：
2^０＝1
2^1＝2
2^2＝4
2^3＝8
2^4＝16
2^5＝32
2^6＝64
2^7＝128
2^8＝256
2^9＝512
2^10＝1024

如果你希望每个子网中只有5个ip地址可以给机器用，那么你就最少需要准备给每个子网7个ip地址，因为需要加上两头的不可用的网络和广播ip，所以你需要选比7多的最近的那位，也就是8，就是说选每个子网8个ip。好，到这一步，你就可以算掩码了，这个方法就是：最后一位掩码就是256减去你每个子网所需要的ip地址的数量，那么这个例子就是256-8=248，那么算出这个，你就可以知道那些ip是不能用的了，看：0-7,8-15,16-23,24-31依此类推，写在上面的0、7、8、15、16、23、24、31（依此类推）都是不能用的，你应该用某两个数字之间的IP，那个就是一个子网可用的IP，怎么了？是不是不相信？太简单了。。。

我再试验一下，就拿200台机器分成4个子网来做例子吧。
200台机器，4个子网，那么就是每个子网50台机器，设定为192.168.10.0，C类的IP，大子网掩码应为255.255.255.0，对巴，但是我们要分子网，所以按照上面的，我们用32个IP一个子网内不够，应该每个子网用64个IP（其中62位可用，足够了吧），然后用我的办法：子网掩码应该是256-64=192，那么总的子网掩码应该为：255.255.255.192。不相信？算算：0-63，64-127，128-191，192-255，这样你就可以把四个区域分别设定到四个子网的机器上了，是不是很简单？不需要软件算了吧。。。呵呵。。希望大家能看懂我写的。。。。