IP编址及子网划分-计算机网络工程实用技术

计算机接入TCP/IP网络后，每台计算机将分配到一个IP地址，该地址用来在网络上标识这台计算机。事实上，每个网络适配器（网卡）在出厂时都有一个唯一的媒体访问控制（MAC）地址，MAC地址常用6对十六进制数来表示，如00-80-C8-EA-AA-7E。

与MAC地址相比，为网络中的计算机再分配一个唯一的IP地址，主要目的是方便网络管理员更好地组织网络上的服务器和工作站，在网络传输时，路由器和其他设备能决定采用何种路径传输数据分组。

IP地址由4 B（32 bit）的信息组成，例如：1000，1100，1011，0000，1101，1001，0100。为便于书写，常统一写作：“140.176.217.148”这 种形式。

根据IP地址的前几比特即可确定该地址的网络类型：A类网址的第一bit为0，B类网络前2 bit为10，C类网络前3 bit为110，如表1-1所示。换算成十进制，则A类网络地址可以为0.0.0.0～127.255.255.255，B类网络地址可以为128.0.0.0～191.255.255.255，C类网络地址为192.0.0.0～223.255.255.255。每个A类网络最多可以有上百万个结点，A类地址用于超大型网络；每个B类网络最多可以有上万个结点，B类地址用于中等规模的网络；每个C类网络最多只能有几百个结点，C类地址主要用于小型网络。另外还有两类地址，即D类和E类地址，它们属于保留地址，一般很少用到。

表1-1 网络类别和IP地址的对应关系

不过对于任何一种类型的网络来说，并不是所有的IP地址都是可用的。一些IP被赋予了特殊的功能，例如第1B是127的网络地址，只能用来表示本机，127.0.0.1这个地址被称为回送地址（Loopback Address），用于检测本机的TCP/IP。向这个IP发送1个包（如使用Ping命令），该包并没有经过本地网络，而只是在TCP/IP中检测是否正常工作，这是监测网络的重要一步。

另外，在IP地址的任何一字节，通常不要将其赋值为0或255。如果IP地址的网络部分是0，则代表当前网络；而IP地址中最后一字节如赋值为255，则用于指定广播消息。广播消息只需送出一次，即能被多台主机接收。可以使用广播向某个网络或子网上的所有计算机发送消息，例如，发向140.176.255.255的包将被网络地址为140.176的所有计算机接收。

除去这些不可用的IP地址之后，A、B、C类网络中可用的IP地址数量如表1-2所示。

表1-2 各类网络中可用的IP地址数目

为了便于管理，很多时候要将一个A类、B类、C类网络进一步分成若干个子网，这个时候就要用到子网掩码的概念。IP地址中包括了两部分的信息：该地址的网络ID和主机ID。IP地址内的网络ID和主机ID用子网掩码区分。每个子网掩码都是一个32bit的数，使用连续的都是1的位组标识网络ID，都是0的位组表示IP地址的主机ID。

例如，IP地址140.176.217.148使用下面这个32位二进制数作为子网掩码：(www.xing528.com)

11111111 11111111 11111111 00000000

该子网掩码是24个都是1的位，后面跟8个都是0的位，这表示IP地址的网络ID长度为24位而主机ID长度为8位。通常，该子网掩码显示成带点的十进制符号255.255.255.0。

根据IP地址中网络ID的位数不同，也可判断该网络地址是属于A类网络、B类网络或C类网络：

A类地址的子网掩码为255.0.0.0，用第1字节（8位）表示网络ID，后3字节表示主机ID；B类地址的子网掩码为255.255.0.0，用前2字节（16位）表示网络ID，后2字节表示主机ID；C类地址的子网掩码为255.255.255.0，用前3 B（24位）表示网络ID，后1个字节表示主机ID。如表1-3所示。

表1-3 地址分类与子网掩码

通过自定义子网掩码长度，还可以将一个网段进一步划分为若干独立的子网。将一个C类网段划分成多个子网，可以在每个网段中分配一台服务器，不同网段间的通信将由服务器完成，这样分配的好处是更加便于管理。例如，子网掩码255.255.255.192（用二进制表示为11111111.11111111.11111111.11000000）可以将C类网段192.168.0.×划分为4个单独的子网，每个子网中有62个可以分配的IP地址。如表1-4所示。

表1-4 子网的划分

同样的，可以用子网掩码255.255.255.254将C类网段划分为8个独立的子网，每个子网中可分配30个IP地址。

实际组网过程中，要根据网络的结构确定每个子网中可用结点的数目，由此来选择合适的子网掩码。要防止寻址和路由出现问题，应该确保任何网段上的TCP/IP都使用相同的子网掩码。