今天來看下IP位址和子網掩碼。
子網掩碼是每個網絡工程師必須要掌握的基礎知識，只有掌握它，才能夠真正理解TCP/IP協議的設置。下邊我們一起來複習複習。
一、IP位址
IP是英文Internet Protocol的縮寫，意思是「網絡之間互連的協議」，也就是為計算機網絡相互連接進行通信而設計的協議。在網際網路中，它是能使連接到網上的所有計算機網絡實現相互通信的一套規則，規定了計算機在網際網路上進行通信時應當遵守的規則。任何廠家生產的計算機系統，只要遵守IP協議就可以與網際網路互連互通。正是因為有了IP協議，網際網路才得以迅速發展成為世界上最大的、開放的計算機通信網絡。因此，IP協議也可以叫做「網際網路協議」。
網際網路是由許多小型網絡構成的，每個網絡上都有許多主機，這樣便構成了一個有層次的結構。IP位址在設計時就考慮到地址分配的層次特點，將每個IP位址都分割成網絡號和主機號兩部分，以便於IP位址的尋址操作。
IP位址是32位的二進位數值，用於在TCP/IP通訊協議中標記每台計算機的地址。通常我們使用點式十進位來表示，如192.168.1.5等等。
每個IP位址又可分為兩部分。即網絡號部分和主機號部分：網絡號表示其所屬的網絡段編號，主機號則表示該網段中該主機的地址編號。按照網絡規模的大小，IP位址可以分為A、B、C、D、E五類，其中A、B、C類是三種主要的類型地址，D類專供多目傳送用的多目地址，E類用於擴展備用地址。A、B、C三類IP位址有效範圍如下表：
類別 網絡號 /占位數 主機號 /占位數 用途
A 1～126 / 8 0～255 0～255 1～254 / 24 國家級
B 128～191 0～255 / 16 0～255 1～254 / 16 跨過組織
C 192～223 0～255 0～255 / 24 1～254 / 8 企業組織
隨著互連網應用的不斷擴大，原先的IPv4的弊端也逐漸暴露出來，即網絡號占位太多，而主機號位太少，所以其能提供的主機地址也越來越稀缺，目前除了使用NAT在企業內部利用保留地址自行分配以外，通常都對一個高類別的IP位址進行再劃分，以形成多個子網，提供給不同規模的用戶群使用。
二、什麼是子網掩碼
子網掩碼(subnet mask)又叫網絡掩碼、地址掩碼、子網絡遮罩，它是一種用來指明一個IP位址的哪些位標識的是主機所在的子網，以及哪些位標識的是主機的位掩碼。
子網掩碼不能單獨存在，它必須結合IP位址一起使用。子網掩碼只有一個作用，就是將某個IP位址劃分成網絡地址和主機地址兩部分。
子網掩碼是標誌兩個IP位址是否同屬於一個子網的，也是32位二進位地址，其每一個為1代表該位是網絡位，為0代表主機位。它和IP位址一樣也是使用點式十進位來表示的。如果兩個IP位址在子網掩碼的按位與的計算下所得結果相同，即表明它們共屬於同一子網中。
在計運算元網掩碼時，我們要注意IP位址中的保留地址，即「 0」地址和廣播地址，它們是指主機地址或網絡地址全為「 0」或「 1」時的IP位址，它們代表著本網絡地址和廣播地址，一般是不能被計算在內的。
三、常用的子網掩碼
子網掩碼有數百種，這裡只介紹最常用的兩種子網掩碼，它們分別是「255.255.255.0」和「255.255.0.0」。
1. 子網掩碼是「255.255.255.0」的網絡：
最後面一個數字可以在0~255範圍內任意變化，因此可以提供256個IP位址。但是實際可用的IP位址數量是256-2，即254個，因為主機號不能全是「0」或全是「1」。
2. 子網掩碼是「255.255.0.0」的網絡：
後面兩個數字可以在0~255範圍內任意變化，可以提供65536個IP位址。但是實際可用的IP位址數量減2，即65534個。
IP位址的子網掩碼設置不是任意的。如果將子網掩碼設置過大，也就是說子網範圍擴大，那麼，根據子網尋徑規則，很可能發往和本地機不在同一子網內的目的機的數據，會因為錯誤的判斷而認為目的機是在同一子網內。
四、子網掩碼的算法
對於無須再劃分成子網的IP位址來說，其子網掩碼非常簡單，即按照其定義即可寫出：如某B類IP位址為 10.14.3.0，無須再分割子網，則該IP位址的子網掩碼為255.255.0.0。如果它是一個C類地址，則其子網掩碼為 255.255.255.0。其它類推，不再詳述。下面我們關鍵要介紹的是一個IP位址，還需要將其高位主機位再作為劃分出的子網網絡號，剩下的是每個子網的主機號，這時該如何進行每個子網的掩碼計算。
一、利用子網數來計算
在求子網掩碼之前必須先搞清楚要劃分的子網數目，以及每個子網內的所需主機數目。
1)將子網數目轉化為二進位來表示
2)取得該二進位的位數，為 N
3)取得該IP位址的類子網掩碼，將其主機地址部分的的前N位置 1 即得出該IP位址劃分子網的子網掩碼。
如欲將B類IP位址168.195.0.0劃分成27個子網：
1)27=11011
2)該二進位為五位數，N = 5
3)將B類地址的子網掩碼255.255.0.0的主機地址前5位置 1，得到 255.255.248.0
即為劃分成 27個子網的B類IP位址 168.195.0.0的子網掩碼。
二、利用主機數來計算
1)將主機數目轉化為二進位來表示
2)如果主機數小於或等於254（注意去掉保留的兩個IP位址），則取得該主機的二進位位數，為 N，這裡肯定 N<8。如果大於254，則 N>8，這就是說主機地址將占據不止8位。
3)使用255.255.255.255來將該類IP位址的主機地址位數全部置1，然後從後向前的將N位全部置為 0，即為子網掩碼值。
如欲將B類IP位址168.195.0.0劃分成若干子網，每個子網內有主機700台：
1) 700=1010111100
2)該二進位為十位數，N = 10
3)將該B類地址的子網掩碼255.255.0.0的主機地址全部置 1，得到255.255.255.255
然後再從後向前將後 10位置0,即為：11111111.11111111.11111100.00000000
即255.255.252.0。這就是該欲劃分成主機為700台的B類IP位址 168.195.0.0的子網掩碼。
下面列出各類IP位址所能劃分出的所有子網，其劃分後的主機和子網占位數，以及主機和子網的（最大）數目，注意要去掉保留的IP位址(即劃分後有主機位或子網位全為「0」或全為「1」的)：
五、舉例
1、一個主機的IP位址是211.112.18.137，掩碼是255.255.255.224，要求計算這個主機所在網絡的網絡地址和廣播地址。
常規辦法是：
把這個主機地址和子網掩碼都換算成二進位數，兩者進行邏輯與運算後即可得到網絡地址。
另一種方法：
255.255.255.224的掩碼所容納的IP位址有256－224＝32個（包括網絡地址和廣播地址），那麼具有這種掩碼的網絡地址一定是32的倍數。而網絡地址是子網IP位址的開始，廣播地址是結束，可使用的主機地址在這個範圍內，因此略小於137而又是32的倍數的只有128，所以得出網絡地址是211.112.18.128。而廣播地址就是下一個網絡的網絡地址減1。而下一個32的倍數是160，因此可以得到廣播地址為211.112.18.159。
2、根據每個網絡的主機數量進行子網地址的規劃和計運算元網掩碼。
比如一個子網有10台主機，那麼對於這個子網需要的IP位址是：
10＋1＋1＋1＝13
注意：加的第一個1是指這個網絡連接時所需的網關地址，接著的兩個1分別是指網絡地址和廣播地址。因為13小於16（16等於2的4次方），所以主機位為4位。而
256－16＝240
所以該子網掩碼為255.255.255.240。
如果一個子網有14台主機，不少人常犯的錯誤是：依然分配具有16個地址空間的子網，而忘記了給網關分配地址。這樣就錯誤了，因為：
14＋1＋1＋1＝17
17大於16，所以我們只能分配具有32個地址（32等於2的5次方）空間的子網。這時子網掩碼為：255.255.255.224