网络地址划分

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TCP/IP协议栈中编址

网络可识别地址有两类：逻辑和物理(或 MAC) 地址。MAC 地址被嵌入进一个设备的网络接口卡中，因而是不变的。但逻辑地址依赖于协议标准所制定的规则。在 TCP/IP 协议群中，IP协议是负责逻辑编址的核心。因此，在 TCP/IP 网络地址中地址有时也被称为 “IP地址"，IP地址依据非常特定的参数进行分配和使用。

每个 IP 地址是一个惟一的 32 位数，被分割成 4 组 Octet，或 8 位字节，每组用句号分开。一个合法的 IP 地址如 144.92.43.178。一个 IP 地址包含两类信息：网络和主机。

第一个 Octet 标识网络类。存在三种网络：A类，B类，C类。下表总结了 TCP/IP 网络通用的三种类型：

网络类型	开始的8位字节	网络数目	每个网络中的主机数
A	1~126	126	16777214
B	128~191	>16000	65534
C	192~223	>2000000	254

注意：虽然 8 位有 256 种可能的组合，仅仅只有 1~254 能被用于标识网络和主机。数字 0 和 255 被保留来用于向网络中所有节点进行广播或发送信息。

A类地址范围：1.0.0.1到126.255.255.254，所以在 A 类的每个网络中的主机数是 256*256*256-2=16777214 个。

A类地址中的私有地址和保留地址：
10.0.0.0到10.255.255.255是私有地址（所谓的私有地址就是在互联网上不使用，而被用在局域网络中的地址）。

127.0.0.0到127.255.255.255是保留地址，用做循环测试用的。

0.0.0.0到0.255.255.255也是保留地址，用做表示所有的IP地址。

A类地址默认子网掩码为255.0.0.0

A类地址适用于有大量主机的大型网络。

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为什么要划分 IP 子网？
假如没有 IP 子网，所有主机都放在同一个网络里，如果成千上万台的的主机都发广播的话，那么势必造成网络的利用率大为下降。所以划分子网的目的是：增加广播域的个数，减小广播域的范围。

一般的网络掩码类似于下面的形式：

172.16.0.1/24 或 172.16.0.1/255.255.255.0

这表示在 172.16.0.* 这个子网里可容纳下 254 台主机(除去 171.16.0.0 和 172.16.0.255 这两个 IP)。
注：主机位全为 0 的是网络地址；主机位全为 1 的是广播地址。一般情况下，这两个地址不能分配给主机使用。

但有时可能会看到如下的网络地址表示法：

192.168.0.1/27 或192.168.255.255.224

在上面的表示法中，27 比第一种表示法的 24 大出了 3 位，这就是说，我们从主机位上借了 3 位给网络位。

原本的子网掩码是：255.255.255.0 ，即：

11111111.11111111.11111111.00000000

借 3 位后子网掩码变成：

11111111.11111111.11111111.11100000

也就是：255.255.255.224

这多出来的 3 位引起了 IP 地址对应网段的变化。

在剩下来的 5 位用来表示每个子网所能容纳的主机数，理论上为 2^5 = 32 个。但如上面所说，在一个子网内，第一个 IP 和最后一个 IP 地址分别表示为子网的网段地址和子网的广播地址。所以，这时每个子网可容纳主机数为 30 个。

因此针对上面的子网划分，我们可以说，可以分为 8 个子网，每个子网可容纳 30 台主机。这 8 个子网的 IP 地址段为：

192.168.0.000[1-30]
192.168.0.001[33-62]
192.168.0.010[65-94]
192.168.0.011[97-126]
192.168.0.100[129-158]
192.168.0.101[161-190]
192.168.0.110[193-222]
192.168.0.111[225-254]

注意上面 IP 地址中，中括号里用十进制表示了实际可用的主机地址(掐头去尾)，如 192.168.0.0，192.168.0.32，192.168.0.64...这都表示子网的网络地址；而 192.168.0.31，192.168.0.63,192.168.0.95...都表示该子网中的广播地址。

从上面可以总结出划分子网的公式：
我们假设从主机位借了 n 位到网络位，剩下的 m 位表示主机位，所以：

1. m + n = 原主机位的位数
2. 产生的子网个数为 2^n
3. 划分后每个子网的主机数为 2^m - 2 个

在上面例子中，套用上面的公式就是，可以产生 2^3 = 8 个子网，每个子网可容纳 2^5 -2 = 30 个主机。

需要注意的是，m+n 不是一定等于 8，它的值是由划分的 IP 是属于哪一类地址所决定的。
如果划分为 A 类地址，那么 n + m = 24；
如果划分为 B 类地址，那么 n + m = 16；
如果划分为 C 类地址，那么 n + m = 8；