IP地址，子网掩码，网段 概念详解

IP地址是以 网络号和 主机号来标示网络上的主机的，我们把网络号相同的主机称之为本地网络，网络号不相同的主机称之为远程网络主机，本地网络中的主机可以直接相互通信；远程网络中的主机要相互通信必须通过本地网关（Gateway）来传递转发数据。

1. 子网掩码

1.1 子网掩码的概念及作用

①、子网掩码（Subnet Mask）又叫网络掩码、地址掩码，必须结合IP地址一起对应使用。
②、只有通过子网掩码，才能表明一台主机所在的子网与其他子网的关系，使网络正常工作。
③、子网掩码和IP地址做“与”运算，分离出IP地址中的网络地址和主机地址，用于判断该IP地址是在本地网络上，还是在远程网络网上。
④、子网掩码还用于将网络进一步划分为若干子网，以避免主机过多而拥堵或过少而IP浪费。

1.2 子网掩码的组成

①、同IP地址一样，子网掩码是由长度为32位二进制数组成的一个地址。
②、子网掩码32位与IP地址32位相对应，IP地址如果某位是网络地址，则子网掩码为1，否则为0。
③、举个栗子：如：11111111.11111111.11111111.00000000

注：左边连续的1的个数代表网络号的长度，（使用时必须是连续的，理论上也可以不连续），右边连续的0的个数代表主机号的长度。

1.3 子网掩码的表示方法

①、点分十进制表示法
二进制转换十进制，每8位用点号隔开
例如：子网掩码二进制11111111.11111111.11111111.00000000，表示为255.255.255.0

②、CIDR斜线记法
IP地址/n
例1：192.168.1.100/24，其子网掩码表示为255.255.255.0，二进制表示为11111111.11111111.11111111.00000000
例2：172.16.198.12/20，其子网掩码表示为255.255.240.0，二进制表示为11111111.11111111.11110000.00000000
不难发现，例1中共有24个１，例2中共有20个１，所以n是这么来的。运营商ISP常用这样的方法给客户分配IP地址。

注：n为1到32的数字，表示子网掩码中网络号的长度，通过n的个数确定子网的主机数=2^(32-n)-2（-2的原因：主机位全为0时表示本网络的网络地址，主机位全为1时表示本网络的广播地址，这是两个特殊地址）。

1.4 为什么要使用子网掩码？

前面说道，子网掩码可以分离出IP地址中的网络地址和主机地址，那为什么要分离呢？因为两台主机要通信，首先要判断是否处于同一网段，即网络地址是否相同。如果相同，那么可以把数据包直接发送到目标主机，否则就需要路由网关将数据包转发送到目的地。

1.5 子网掩码的分类

①、缺省子网掩码

也叫默认子网掩码，即未划分子网，对应的网络号的位都置 1 ，主机号都置 0 。

未做子网划分的IP地址：网络号＋主机号

A类网络缺省子网掩码： 255.0.0.0，用CIDR表示为/8B类网络缺省子网掩码： 255.255.0.0，用CIDR表示为/16C类网络缺省子网掩码： 255.255.255.0，用CIDR表示为/24

②、自定义子网掩码

将一个网络划分子网后，把原本的主机号位置的一部分给了子网号，余下的才是给了子网的主机号。其形式如下：

做子网划分后的IP地址：网络号＋子网号＋子网主机号

举个栗子：

如：192.168.1.100/25，其子网掩码表示：255.255.255.128

意思就是将192.168.1.0这个网段的主机位的最高1位划分为了子网。

2. 子网掩码和IP地址的关系

子网掩码是用来判断任意两台主机的IP地址是否属于同一网络的依据，就是拿双方主机的IP地址和自己主机的子网掩码做与运算，如结果为同一网络，就可以直接通信。

对于下面的IP地址：

ip地址：192.168.1.1 子网掩码：255.255.255.0ip地址：192.168.1.2 子网掩码：255.255.255.0

我们可以直接的判断，他们是同属于一个网段的ip地址。

那么对于下面这样的呢?

ip地址：192.168.1.1 子网掩码：255.255.255.0ip地址：192.168.1.2 子网掩码：255.255.0.0

这两个ip地址虽然在不看掩码的情况下，比较像，但他们并不是同一个网段内的。

这个可以从子网掩码来判断，

192.168.1.1 255.255.255.0是属于192.168.1.0网段的。

而192.168.1.2 255.255.0.0是属于192.168.0.0网段。

2.1 根据掩码确定网段

如何根据IP地址和子网掩码，计算网络地址：
①、将IP地址与子网掩码转换成二进制数。
②、将二进制形式的 IP 地址与子网掩码做“与”运算。
③、将得出的结果转化为十进制，便得到网络地址。
如下图：

网络地址计算小技巧：IP地址和子网掩码做与运算，把IP地址的主机位直接归0，就快速得到网络地址。所以只要一看到IP地址和子网掩码，就能马上确认网络地址。

例1：

创建vlan1：ip地址：192.168.1.1 子网掩码：255.255.255.0创建vlan2: ip地址：192.168.2.1 子网掩码：255.255.255.0

那么他们是不是在同一个网段呢? 平时配置ip地址较多的朋友，可以直观的判断，他们并不是属于同一个网段，那么如何计算呢? 要想判断两个ip地址是不是在同一个网段，只需将ip地址与子网掩码做与运算，如果得出的结果一样，则这两个ip地址是同一个子网当中。

详细计算

将ip地址192.168.1.1转换为二进制
11000000 10101000 00000001 00000001将子网掩码255.255.255.0转换成二进制
11111111.11111111.11111111.00000000然后将两者相“与(and)"运算：
11000000 10101000 00000001 00000001
11111111.11111111.11111111.00000000然后得到：
11000000 10101000 00000001 00000000转换成网络号就是：192.168.1.0

将ip地址192.168.2.1转换为二进制
11000000 10101000 00000010 00000001将子网掩码255.255.255.0转换成二进制
11111111.11111111.11111111.00000000然后将两者相“与(and)"运算：
11000000 10101000 00000010 00000001
11111111.11111111.11111111.00000000然后得到：
11000000 10101000 00000010 00000000转换成网络号就是：192.168.2.0

很明显，二者的结果是不一样的，一个是网段192.168.1.0，一个是网段192.168.2.0，所以不是一个网段。

例2

ip地址1：192.168.1.1 子网掩码：255.255.252.0ip地址2：192.168.2.1 子网掩码：255.255.252.0

很明显，我们这个和上面例1的ip地址是一样的，只是子网掩码不一样，如果不看子网掩码，首先可能就判断他们不是同一个网段。

这里面和上面例1中唯一变化就是子网掩码从255.255.255.0换成了255.255.252.0了，那我们来看下，他们是否属于同一个网段。

详细计算

将ip地址192.168.1.1转换为二进制
11000000 10101000 00000001 00000001将子网掩码255.255.252.0转换成二进制
11111111.11111111.11111100.00000000然后将两者相“与(and)"运算：
11000000 10101000 00000001 00000001
11111111.11111111.11111100.00000000然后得到：
11000000 10101000 00000000 00000000转换成网络号就是：192.168.0.0

将ip地址192.168.2.1转换为二进制
11000000 10101000 00000010 00000001将子网掩码255.255.252.0转换成二进制
11111111.11111111.11111100.00000000然后将两者相“与(and)"运算：
11000000 10101000 00000010 00000001
11111111.11111111.11111100.00000000然后得到：
11000000 10101000 00000000 00000000
转换成网络号就是：192.168.0.0

很明显，二者的结果是一样的，都是属于192.168.0.0网段，所以他们是同属于一个网段。

当然，如果对子网较熟了就不需要经过这些运算了，大部分的网段可以通过分析子网掩码与ip地址就可以判断出来是否属于网一网段，但前提是你需要熟悉网段的原理与运算的方法。

【参考博客】：

• 子网掩码详解
• 如何判断两个IP地址是否在同一个网段？什么是子网掩码？