前言

当我们对一个网络进行子网划分时，基本上就是将它分成小的网络。比如，当一组IP地址指定给一个公司时，公司可能将该网络“分割成”小的网络，每个部门一个。这样，技术部门和管理部门都可以有属于它们的小网络。通过划分子网，我们可以按照我们的需要将网络分割成小网络。这样也有助于降低流量和隐藏网络的复杂性。

一、IP地址

IP地址分为IPV4和IPV6两种
IPV4：是由32位二进制数组成，一般用点分十进制来表示，分为四组，每组八位，例如：11000000.10101000.00000000.00000010
为了便于配置通常表示成点分十进制形式，例如：192.168.0.2
IPV6：是由128位组成，一般用冒号分隔，以十六进制表示
IPV4地址由两部分组成：网络部分（NETWORK)、主机部分（HOST)
例如192.168.1.132：网络部分（192.168.1）、主机部分（132）
网络地址：192.168.1.0、广播地址：192.168.1.255
IPV4私有网络地址和公有网络地址
私有网络地址：是指内部网络或主机的IP地址，IANA（互联网数字分配机构）规定将下列的IP地址保留用作私网地址，不在internet上被分配，可在一个单位或公司内部使用。RFC1918中规定的私有地址如下：
A类私有地址：10.0.0.0~10.255.255.255
B类私有地址：172.16.0.0~172.31.255.255
C类私有地址：192.168.0.0~192.168.255.255
公有网络地址：是指在互联网上全球唯一的IP地址。
2019年11月26日，是人类互联网时代值得纪念的一天，全球近43亿个IPV4地址已正式耗尽。

二、IP地址的分类

IP地址分为A、B、C、D、E五大类

A类地址范围：1.0.0.1~126.255.255.254
A类地址=网络部分+主机部分+主机部分+主机部分
（有类边界）默认子网掩码为/8，即255.0.0.0
B类地址范围：128.0.0.1~191.255.255.254
B类地址=网络部分+网络部分+主机部分+主机部分
（有类边界）默认子网掩码为/16，即255.255.0.0
C类地址范围：192.0.0.1~223.255.255.224
C类地址=网络部分+网络部分+网络部分+主机部分
（有类边界）默认子网掩码/24，即255.255.255.0
D类地址范围：224.0.0.1~239.255.255.224
用于组播通信的地址
组播：一对列
单播：一对一
广播：一对多
E类地址范围：240.0.0.1~255.255.255.254
用于科学研究的保留地址
其中以127开头的IP地址都代表本机（广播地址127.255.255.255除外），127.0.0.1为本机回环地址，
168.254.0.0~169.254.255.255  DHCP失效时分配的地址

三、子网划分

网段组成：网络地址、可用IP、广播地址
列：192.168.1.189/24
网络号：192.168.1.0
可用IP：192.168.1.1~192.168.1.254
广播地址：192.168.1.255
子网掩码有32个二进制位，对应IP地址的网络部分用1表示，主机部分用0表示

例如：192.168.100.100/26
先将192.168.100.100转换为二进制IP地址得到
11000000  10101000  01100100  01100100（IP地址  192.168.100.100）
11111111  11111111  11111111  11000000（子网掩码 255.255.255.192）
11000000  10101000  01100100  01000000（网络地址 192.168.100.64）
（网络地址可通过IP地址与子网掩码运算得出，将IP地址与子网掩码对齐排列，1*1=1、0*1=0即可）
11000000  10101000  01100100  01111111（广播地址  192.168.100.127）
（将主机部分位全部置1得到广播地址）

子网数、主机数及可用范围

子网数：2^n=4   （n指我们现在子网掩码中1的位数减去默认子网掩码中1的位数）
主机数：2^m-2=62（m指现在子网掩码中0的位数，-2是指减去网络号和广播号）
可用范围：0--63、64--127、128--191、192--255

C类地址常见的子网掩码、个数与IP的关系

根据IP地址的类型来判断n的值
A类地址：子网掩码 - 8
B类地址：子网掩码 - 16
C类地址：子网掩码 - 24
N=32-子网掩码

总结

认识到了IP地址的分类并知道了每类IP地址的组成、范围及默认子网掩码。
还有子网的划分与换算，以及子网数和主机数的计算。

思考

需求
一个公司申请一个C类IP地址，这个公司有4个部门，A部门内有10台主机，B部门内有15台主机，C部门有30台主机，D部门有20台主机，现需要给每个部分划分一个子网。
分配一个总的网段：192.168.100.0/24，怎么为每个部门划分单独的网段？
根据题目我们得知，公司申请的IP地址为C类，总网段为192.168.100.0/24，有4各部门，且需要给每个部门划分单独的网段，最多的部门有30台主机。
解：由题可知，我们需要给每个部门划分一个子网，也就是4个子网，根据公式2n=4,得知n=2，因此该总网段为192.168.100.0/26。
192.168.100.0/26的IP为192.168.100.0。
子网掩码为255.255.255.192得知主机数为26-2=62满足最多部门的30台主机
子网的可用地址范围为0-63、64-127、128-191、192-255四段，掐头去尾，因此得到每个部门的网段及可用地址
网段：192.168.100.0/26
子网可用地址：192.168.100.1~192.168.100.62
网段：192.168.100.64/26
子网可用地址192.168.100.65~192.168.100.126
网段：192.168.100.128/26
子网可用地址192.168.100.129~192.168.100.190
网段：192.168.100.192/26
子网可用地址192.168.100.193~192.168.100.254