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摘要:IP地址是網絡層設備識別的標識，每個結點都要靠其區分和聯系。如何識別IP地址以及對IP地址進行合理的分配和管理，子網掩碼起到了至關重要的作用。本文通過對子網掩碼的講解實現對IP地址的有效利用，便于學生理解。
關鍵詞:IP地址;分配和管理;子網掩碼
1分類
IP地址Internet作為全球最大的網絡，負責龐大的信息交互與網絡安全。在Internet上每一臺計算機都有自己的地址，保證相互之間能準確無誤地發送、接收信息，這種地址被稱之為IP(InternetProtocol)地址。IP地址位于CPU和存儲器內，是由32位的二進制所組成，為了提高可讀性，按字節即每八位插入一個點，將對應的八位都轉換成相應的十進制，這種記法稱為點分十進制記法，如192．168．0．20。IP地址包括網絡號和主機號兩個部分，網絡號在前表示該IP地址是屬于Internet中具體哪一個網絡范圍;主機號在后表示特定的網絡中具體的某臺計算機的標識。根據網絡號和主機號所占的位數不同對IP地址進行了劃分，A類、B類、C類、D類、E類，D類廣播地址，E類保留地址，在這里著重介紹前面的三類IP地址。A類地址中網絡號占8位二進制，且最高位是0，網絡號字段全0對應的IP地址是指本網絡，網絡號127的作為環回測試主機進程間通信，所以能分配的網絡地址數有27-2=126個。剩余的24位二進制留給主機號，主機號全0對應的IP地址是該主機所在的網絡地址，主機號全1是該網絡的廣播地址，這兩個IP地址不能分配給主機，所以一個A類網絡中能容納的主機數為224-2個。B類地址中網絡號占16位二進制，且前面兩位固定為10，網絡地址128．0．0．0不指派除外［2］，B類網絡地址數有214-1個。主機號16位，一個B類網絡中能容納的主機數為216-2個。C類地址中網絡號占24位二進制，且前面兩位固定為110，網絡地址192．0．1．0不指派除外，C類網絡地址數有221-1個。主機號8位，一個C類網絡中能容納的主機數為28-2=254個。根據這三類IP地址的特點，可以很快地判斷出一個IP地址屬于哪一類，IP地址中第一個字節對應的十進制是1～126，則為A類地址;128～191則為B類地址;192～223則為C類地址。
2子網掩碼
子網掩碼用來區分IP地址中的網絡號和主機號位數，其格式與IP地址類似，也是由32位二進制組成，以點分十進制記入，區別在于是由連續的1和連續的0組成，且1在前0在后。子網掩碼中某位為1，對應于IP地址相應位置是網絡號;某位為0，對應是主機號。所以默認的A類地址子網掩碼是255．0．0．0，B類是255．255．0．0，C類是255．255．255．0。
3子網掩碼舉例
舉例1:已知IP地址是135．10．54．30，子網掩碼是255．255．192．0。試求網絡地址、廣播地址以及該網絡IP范圍。①網絡地址=IP地址＆子網掩碼，網絡地址的求解②根據子網掩碼可知，網絡地址后14位是主機號，將其全為1，得到的即是廣播地址:135．10．63．255③網絡地址和廣播地址之間的IP地址即是分配給主機的IP范圍:135．10．0．0～135．10．63．255。兩層的IP地址容易造成用戶不能有效地利用網絡資源，針對這一問題，提出了劃分子網來解決。所謂的子網就是在分類IP地址的基礎上再細分出若干個小的網段，達到擴大網絡數量的效果［3］。劃分子網的做法:將IP地址中原本是主機號位數的部分劃出一些位數用作子網，剩余的主機號則是相應子網的主機地址。劃分子網后，網絡的數量增多了，而每一個網絡內容納的主機數則相應的減少了。根據設計需求中子網的主機數確定需要多少主機號，然后再確定需要多少子網號;其次定義一個符合網絡要求的子網掩碼，確定每個子網的網絡地址;最后確定每個子網內的主機IP地址范圍。舉例2:某單位申請到一個網絡地址:192．168．3．0/24，要求劃分5個子網，每個子網的主機數不少于25臺，求每個子網的IP地址范圍。C類地址，默認的網絡號24位，主機號8位，所以子網的劃分是8位主機號部分。①由主機數≥25，主機號位數≥5，25-2≥25②子網數=5，子網號的位數≥3，23-2≥5③子網號+主機號=8，所以主機號位數=5，子網號位數=3④原來的網絡號+子網號=27，所以新的子網對應的子網掩碼為:255．255．255．224。子網號3位，變化范圍:001～110⑤以001為例求該子網內的IP地址，通式:192．168．3．001XXXXX(X為0或1)，除去主機號全0和全1IP地址的最小值:192．168．3．00100001(即192．168．3．33)IP地址的最大值:192．168．3．00111110(即192．168．3．62)
4結語
通過對子網掩碼的學習，學生能夠對IP地址的理解更為深刻，使用子網掩碼可以判別一個IP地址是否進行了子網劃分，從而得到該網絡可以容納的主機數，方便對網絡進行管理和分配。
參考文獻:
［1］謝希仁．計算機網絡［M］．北京:電子工業出版社，2013．
［2］王興寶．網絡管理與維護．北京:機械工業出版社，2001．
［3］張光勇．校園網IP地址管理系統的設計與實現［J］．科技創新導報，2007．
作者:陰歡歡 單位:武漢晴川學院電子信息與機電工程學院