软考--IP地址与子网掩码

其实这个知识早在大一的计算机导论中就有涉及，只可惜当初对它的理解也不够深入，导致两年后只得重新捡起这些知识。

我们常见的IP地址，也就是IPv4的地址，长度是32位也就是4个字节，分为4段，每段一个字节。IP地址又人为的划分为两部分，一部分是网络地址，另一部分是主机地址。这两个地址的长度根据网络的类型而定。

• A类IP地址：由一个字节的网络地址和3个字节的主机地址组成。网络地址的最高位必须为0.
• B类IP地址：由两个字节的网络地址和2个字节的主机地址组成。网络地址的最高位必须为10。
• C类IP地址：由三个字节的网络地址和1个字节的主机地址组成。网络地址的最高位必须为110.
• D类IP地址：第一个字节以1110开始，是专门保留的地址。他并不指向特定的网络，目前这一类地址被用在多点广播中。
• E类IP地址：以1111开始，为将来保留使用。

IP地址与子网掩码的关系：
以地址 $192.168.1.53/27$为例。地址最后的数字“27”代表子网掩码有27个“1”。即 $11111111.11111111.11111111.11100000$。
IP地址则为：
$11000000.10101000.00000001.00110101$
若子网掩码与IP地址做相与运算，结果为：

$11000000.10101000.00000001.00100000$

该结果是该IP地址的网络地址，而该IP地址又是一个C类网络，所以其子网地址是结果的前27位的最后三位，也就是“001”。也就是说，该地址使用3位来表示子网，也就是说子网数为 $2^3=8$个。

那么剩下来的 $32-27=5$位便是主机地址，所以主机共有 $2^5-2 = 30$个，要减去2的原因是主机地址不包括全是1或全是0的情况。