IP子网掩码换算

这个知识点虽然学过《计算机网络》或CCNA的都了解，但防止忘记还是记录下来。

从事IDC工作或者做网络的对这快比较长接触，比如去机房做实施交付，申请到公网IPV4地址后，甲方会给一个类似192.60.55.32/29这样的IP信息，让你自己去配置网络，不了解的萌新可能还想去问人家IP网关地址是多少？而老手就直接敲键盘没两分钟就把网络打通了！谈这之前先了解IP地址。

何为IP地址
IP 地址是用于识别 IP 网络中的设备的一个唯一地址。这个地址由 32 个二进制位组成，可借助子网掩码区分为网络部分和主机部分。32 个二进制位分成了 4 个八位组（1 个八位组 = 8 个二进制位）。 每个八位组转换成了十进制并由句点（点）分隔。 因此，可以说 IP 地址是用点分十进制格式表示的（例如，192.60.55.32）。 每个八位组值的范围从 0 到 255（十进制）或从 00000000 到 11111111（二进制）

下面介绍二进制的八位数组何如转换成十进制，二进制的八位数的最右边的值为20,其左边的位值为21，这将一直持续到最左边的位值为27,因此，如果所有二进制位都是1，则10进制等价值为255，如下图所示：

在给定IP地址的情况下，可以从三个高阶位确定该地址的类。

在五类地址前部分的数字(0、10、110、1110、1111)称为网络标识符，在网络标识符后面(表示0与1组成的八位二进制)显示的全0与全1表示最小值和最大值，由于A类地址网络标识符默认为0，后面剩下7位，即0000 0000，但全部为0或1的网络号是不能使用的，所以最小取值0000 0001.

A类地址主网地址为：1.0.0.0 ~ 127.255.255.255
B类地址主网地址为：128.0.0.0 ~ 191.255.255.255
C类地址主网地址为：192.0.0.0 ~ 223.255.255.255

  • 以下两类一般用不着，直接忽略！
  • D类地址主网地址为：224.0.0.0 ~ 239.255.255.255
  • E类地址主网地址为：240.0.0.0 ~ 255.255.255.255

网络掩码
网络掩码帮助您了解地址的哪部分标识网络，哪部分标识节点。A、B 和 C 类网络具有默认掩码（也称为自然掩码），如下所示：
A类：255.0.0.0
B类：255.255.0.0
C类：255.255.255.0

了解子网划分
子网划分允许您创建在单一 A、B 或 C 类网络中存在的多个逻辑网络。如果没有子网，则您只能使用 A、B 或 C 类网络中的一个网络，而这是不切实际的。
网络中的每个数据链路必须有唯一的网络 ID，该链路上的每个节点都是同一个网络的成员。如果您将主网络（A、B 或 C 类）划分成较小的子网，则允许您创建互联子网网络。于是，此网络中的每个数据链路将具有唯一网络/子网 ID。连接n个网络/子网的任何设备或网关都有n个不同的IP地址，每个IP地址对应于它互连的每个网络/子网。
假设以197.20.2.0为例，C类地址，自然掩码为255.255.255.0，通过以下方式创建子网。

由于网络号向主机位借了三位，二进制11100000转换十进制就是224，此时C类自然掩码255.255.255.0扩展成255.255.255.224，使用主机号借来的三位，即23等于可以创建8个子网，剩余的主机号25则可以提供32个主机地址(需减去2个)，实际可用为30，所以创建以下这些子网。

IP地址 子网掩码 主机范围
197.20.2.0 255.255.255.224 1 ~ 30
197.20.2.32 255.255.255.224 33 ~ 62
197.20.2.64 255.255.255.224 65 ~ 94
197.20.2.96 255.255.255.224 97 ~ 126
197.20.2.128 255.255.255.224 129 ~ 158
197.20.2.160 255.255.255.224 161 ~ 190
197.20.2.192 255.255.255.224 193 ~ 222
197.20.2.224 255.255.255.224 225 ~ 254

在前面的所有子网划分示例中，您会注意到所有子网使用的是相同的子网掩码。这意味着每个子网有相同数量的可用主机地址。在某些情况下可能需要这样，但在大多数情况下，所有子网拥有相同的子网掩码结果是浪费地址空间。

这可能是考虑未来增长的深思熟虑设计，但在很多情况下，这只是浪费了地址空间，因为所有子网都使用相同的子网掩码。
通过可变长度子网掩码 (VLSM) 可为每个子网使用不同的掩码，从而有效地利用地址空间。

VLSM代表可变长度子网掩码，其中子网设计在同一网络中使用多个掩码，这意味着多个掩码用于单个 A、B、C 类或网络的不同子网。它用于增加子网的可用性，因为它们可以是可变大小的。它也被定义为对子网进行子网划分的过程。

如果在实际应用过程中，根据不同部门，网络设备使用数量，规划不同网络，以197.20.2.0/24为例

IP CIDR Host
197.20.2.0 /24 254
197.20.2.0 /25 126
197.20.2.0 /26 62
197.20.2.0 /27 30
197.20.2.0 /28 14
197.20.2.0 /29 6
197.20.2.0 /30 2

/31 位子网
30位子网掩码允许四个IPv4地址：两个主机地址、一个全0网络和一个全1广播地址。点对点链路只能有两个主机地址。实际上，不需要使用点对点链路提供广播地址和全零地址。31位子网掩码仅允许两个主机地址，并消除广播地址和全零地址，从而将点对点链路的IP地址使用降至最低。

/32 位子网
子网掩码255.255.255.255（/32子网）描述的子网只有一个IPv4主机地址。这些子网不能用于为网络链路分配地址，因为它们始终需要每个链路多个地址。严格保留/32的使用，以用于只能有一个地址的链路。(一般网络设备厂商用做设备内部接口，也就是Loopback)

上面表格里CIDR名为无类域间路由，作用是以便在互联网中同时提高地址空间利用率和路由可扩展性。

那么现在可根据VLSM技术调整网段资源，避免网络资源的浪费。如下图所示：

最后再来说说前面提到的192.60.55.32/29是怎么配置的，这是C类地址，网络号向主机位借了5位，即25等于32个网段，主机号还剩3位，就是23等于8个主机数在减2，实际可用主机数为6，也就是192.60.55.33 ~ 192.60.55.38，甲方一般会提前配置好你的出口路由下一跳(也就是网关)，取可用主机数第一个IP地址，或者他会跟你说这段IP奇数归他，偶数归你，那么取靠前的奇数作为本设备网关。