网络地址分类与子网划分

# 网络地址分类与子网划分

## 网络地址概念
网络地址：32bit的由网络位和主机位构成的地址段，为了方便理解等原因转换为点分十进制的地址就是我们常见的xxx.xxx.xxx.xxx这种地址类型了。8bit为一段用.分隔，因此一段最大为255.例如：0.0.0.0 ，255.255.255.255，192.168.1.1。

## 地址分类
根据网络位和主机位的不同划分为A，B，C，D，E类地址

**A类地址**：
默认网络位8bit,后面24位位主机位，开头第一位为0.规定左边为高位，右边为低位。
```shell
00000001.00000000.00000000.00000001 ==>  1.0.0.1
01111111.11111111.11111111.11111111 ==>  127.255.255.255
# 每一段地址的计算，以127位例
00000001，二进制只有0和1，然后从右到左作为2的次方相加。为1时相，为0时不需要相加，则下面计算：
左边7位不需要加，低位为1,为2的0次方等于1，第一段为1.
#
A类IP地址，第一段一字节数据表示网络号，剩下三段表示主机号。规定网络号最高位必须为0，则可以表示0000 0001-0111 1111，即126（除去全0和全1）个网络，剩下的3个字节数据可以表示2^24-2个主机。A类子网掩码255.0.0.0.
#
```
![](/media/202207/2022-07-26_172522_046857.png)

**B类地址：**

![](/media/202207/2022-07-27_092251_194626.png)

B类地址以10开头，16位网络位和16位主机位。可用地址数2的16次方减去2个。
```shell
10000000.00000001.00000000.00000001 ==> 128.1.0.1       # 最小ip地址
10111111.11111111.11111111.11111111 ==> 191.255.255.255 # 最大广播地址
11111111.11111111.00000000.00000000 ==》 255.255.0.0    # 默认子网掩码
```

**C类地址：**

![](/media/202207/2022-07-27_093529_922950.png)
C类地址以110开头，24位网络位和8位主机位。可用地址数2的8次方减去2个=254个。
```shell
11000000.00000000.00000001.00000001 ==> 192.0.1.1       # 最小ip地址
11011111.11111111.11111111.11111111 ==> 223.255.255.255 # 最大广播地址
11111111.11111111.11111111.00000000 ==》 255.255.255.0    # 默认子网掩码
```
其他地址用的少就不细说了。
总结：网络位越多，可以划分的网段数量越多，但是每个子网的主机数越少，相反网络位越少，每个子网的主机数量越多。
因此A类地址默认每个网络主机数是最大的。

## 特殊地址
网络号：将主机位全置为0计算出来的就是网络地址，用来表示同一个网络。
```shell
11.254.1.2/8表示11.254.1.2是网络地址。8位的子网掩码即255.0.0.0
网络号：11.0.0.0，从11.0.0.1-11.255.255.255都属于这个网络。
```
广播地址：主机位全部置1就是广播地址，用于这个网络内网发送广播报文。
```shell
11.255.255.255就是上面的广播地址，因此上述的可用地址需要除去全0和全1，即11.0.0.0和11.255.255.255，剩余为可用地址。
```

## 私有地址
为了解决公网地址不足的问题，规定了一些特定网段不会在互联网进行转发，可以用于私有内部使用。

|类型|地址范围|
|---|:---:|
|A类|10.0.0.1~10.255.255.254|
|B类|172.16.0.1~172.31.255.254|
|C类|192.168.0.1~192.168.255.254|

## 子网划分
现在出现了一个问题，A类地址默认一个网络可以有2的24次方-2的地址，正常一个公司用不到这么多，会导致地址资源的浪费，而且如果一个网络太大也会导致广播风暴等一些问题，因此需要将网络进行划分。

VLSM（可变长子网掩码）主要作用是将网段进行分割，达到分割子网和节约地址。主要是将主机位借用为网络位来实现。
C类地址子网划分：

```shell
192.168.1.0/24 换算成二进制,原来属于C类地址，掩码为/24，每个子网254个可用地址。
网络位：  11000000.10101000.00000001.00000000 ==>192.168.1.0
子网掩码：11111111.11111111.11111111.00000000 ==>255.255.255.0
---------------------------------------------------------------
现在开始将该网段进行划分为2个/25位网段。
网络位：  11000000.10101000.00000001.00000000 ==>192.168.1.0
子网掩码：11111111.11111111.11111111.10000000 ==>255.255.255.128 # 将子网掩码中主机位借一位用于网络位，置为1
网段变为：192.168.1.0/25,范围：192.168.1.0-192.168.1.127，扣除全0和全1，可用地址为：192.168.1.1-192.168.1.126
可用划分多少个网段：2的（借主机位位数）=2的1次方=2个子网，分别是192.168.1.0/25和192.168.1.128/25
每个子网可用ip地址：2的（剩下主机位数）的次方-2=126
192.168.1.0/25：
子网：192.168.1.0
掩码：255.255.255.128
广播地址：192.168.1.127
可用地址：192.168.1.1-192.168.1.126
#
192.168.1.128/25：
子网：192.168.1.128
掩码：255.255.255.128
广播地址：192.168.1.255
可用地址：192.168.1.129-192.168.1.254
这样就将一个24位网段划分为两个25位的网段，其他类别的地址类似。
```
相应的网络地址掩码对照表：

|位数|掩码|
|:--:|:--:|
|/8|255.0.0.0|
|/9|255.128.0.0|
|/10|255.192.0.0|
|/11|255.224.0.0|
|/12|255.240.0.0|
|/13|255.248.0.0|
|/14|255.252.0.0|
|/15|255.254.0.0|
|/16|255.255.0.0|
|/17|255.255.128.0|
|/18|255.255.192.0|
|/19|255.255.224.0|
|/20|255.255.240.0|
|/21|255.255.248.0|
|/22|255.255.252.0|
|/23|255.255.254.0|
|/24|255.255.255.0|
|/25|255.255.255.128|
|/26|255.255.255.192|
|/27|255.255.255.224|
|/28|255.255.255.240|
|/29|255.255.255.248|
|/30|255.255.255.252|
|/31|255.255.255.254|
|/32|255.255.255.255|