徹底弄懂ip掩碼中的網路地址、廣播地址、主機地址

香吧香發表於2023-10-02

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概念理解：

　　IP掩碼（或子網掩碼）用於確定一個IP地址的網路部分和主機部分。它是一個32位的二進位制數字，與IP地址做邏輯與運算，將IP地址劃分為網路地址和主機地址兩部分。

　　在理解IP地址段中的網路地址、廣播地址和主機地址之前，首先需要了解IP地址的構成。IP地址由網路號和主機號組成，根據IP掩碼的不同，可以將一個IP地址劃分為網路地址和主機地址。

　　下面詳細解釋這三個概念：

  1. 網路地址： 網路地址是指僅包含網路號而不包含主機號的IP地址。它用於唯一標識一個網路。在網路通訊中，網路地址用於路由和定址。例如，一個IP地址為192.168.0.0，IP掩碼為255.255.255.0，那麼它的網路地址就是192.168.0.0。

  2. 廣播地址： 廣播地址是指在特定網路上傳送廣播訊息的地址。它用於向網路上的所有裝置傳送資訊。廣播地址通常是某個網路的最大可能地址，將主機號部分全部設定為1。例如，在 IP 地址為192.168.0.0，IP掩碼為255.255.255.0 的情況下，廣播地址就是192.168.0.255。

  3. 主機地址： 主機地址是指除網路地址和廣播地址之外的IP地址部分。它用於標識一個特定的主機或裝置。主機地址可以是網路中的任意一個有效地址。例如，在 IP 地址為192.168.0.0，IP掩碼為255.255.255.0 的情況下，可以有從192.168.0.1到192.168.0.254的主機地址。

　　這些概念在劃分子網、配置路由器、網路故障排除等方面非常重要。

廣播地址和網路地址：

　　廣播地址：

　　廣播地址在 IP 地址中用於向同一網路內的所有裝置傳送訊息或資料包。它是一個特殊的地址，使得傳送到該地址的資料包將被網路上的所有裝置接收。

　　廣播通常用於一些特定的場景，比如區域網中的裝置發出某個請求，希望獲得同一網路下的所有裝置的響應。一個常見的例子是 DHCP（動態主機配置協議）伺服器，在啟動時會向整個網路廣播一個 DHCP 請求，以獲取靜態 IP 地址分配。同樣地，ARP（地址解析協議）也使用廣播來查詢與給定 IP 地址關聯的 MAC 地址。

　　舉個例子，假設你的區域網中有四臺計算機，它們的 IP 地址範圍是：192.168.0.1 - 192.168.0.4，子網掩碼為 255.255.255.0。如果你想向整個區域網傳送一個廣播訊息，你可以將目標地址設定為 192.168.0.255，這是該網路的廣播地址。這樣，所有四臺計算機都能夠接收到該訊息，並根據需要作出響應。

　　需要注意的是，廣播只會在同一網路中傳播，因此不會跨越路由器或網際網路邊界。所以，這僅適用於傳送到同一區域網內的裝置。

　　網路地址（Network Address）：

　　它是指一個網路的起始地址，用於標識一個特定的網路。網路地址用於路由器將資料包傳送到正確的網路。在網路地址中，主機部分全為0。

　　例如，假設一個區域網使用 IP 地址範圍是 192.168.0.0 - 192.168.0.255，其中子網掩碼為 255.255.255.0。那麼網路地址就是 192.168.0.0。在該網路中，所有以此開始的 IP 地址都屬於同一個網路。

示例說明：

　　假設一個公司使用的IP地址段是192.168.0.0/24，其中的主機地址範圍是從192.168.0.1到192.168.0.254（共有254個主機），IP掩碼為255.255.255.0。那麼在這個網路中：

  • 網路地址是192.168.0.0，用於表示整個公司內部的網路。
  • 廣播地址是192.168.0.255，用於向公司內的所有裝置傳送廣播訊息。
  • 主機地址是從192.168.0.1到192.168.0.254，用於標識公司內每個具體的裝置。

　　在實際應用中，注意以下幾點：

  • 網路地址和廣播地址不能被分配給具體的裝置，否則會導致通訊問題。
  • 通常情況下，IP地址段中的第一個地址（如192.168.0.1）被分配給預設閘道器，用於連線不同網路之間的通訊。
  • IP地址段中的最後一個地址（如192.168.0.254）通常用作保留地址或廣播地址。

　　透過理解IP掩碼和區分網路地址、廣播地址以及主機地址，可以更好地進行網路規劃、子網劃分與路由配置，並提高網路安全性和效能。

子網劃分：

　　現有一個c類網路地址段：192.168.1.0/24，請使用可變長子網掩碼給三個子網分配ip地址。第一個子網包含10臺主機，第二個子網包含10臺主機，第三個子網包含30臺主機，應該怎麼劃分，請詳細說明每個子網的網段和可用主機ip

　　給定的C類網路地址段是192.168.1.0/24，其中子網掩碼為255.255.255.0。我們可以使用可變長子網掩碼（VLSM）來劃分三個子網並分配IP地址。

　　首先，確定每個子網需要的主機數量和對應的子網掩碼位數。

  • 第一個子網需要10臺主機，對應最小的子網掩碼位數為4（2^4 = 16，可容納16個IP地址）。
  • 第二個子網需要10臺主機，同樣對應4位子網掩碼。
  • 第三個子網需要30臺主機，對應最小的子網掩碼位數為5（2^5 = 32，可容納32個IP地址）。

　　接下來，為每個子網確定子網掩碼，並劃分對應的網段和可用主機IP。

  1. 第一個子網：

    • 子網掩碼：255.255.255.240（因為4位子網掩碼為11110000，轉換為十進位制就是240）。
    • 網段範圍：192.168.1.0 - 192.168.1.15。
    • 可用主機IP：192.168.1.1 - 192.168.1.14（其中0表示網路地址，15表示廣播地址，不能使用）。

  2. 第二個子網：

    • 子網掩碼：255.255.255.240（與第一個子網相同）。
    • 網段範圍：192.168.1.16 - 192.168.1.31。
    • 可用主機IP：192.168.1.17 - 192.168.1.30。

  3. 第三個子網：

    • 子網掩碼：255.255.255.224（因為5位子網掩碼為11100000，轉換為十進位制就是224）。
    • 網段範圍：192.168.1.32 - 192.168.1.63。
    • 可用主機IP：192.168.1.33 - 192.168.1.62。

　　注意，每個子網的第一個IP地址屬於網路地址，最後一個IP地址屬於廣播地址，不能用作可用主機。所以實際可用主機數量比上述範圍少2個。

　　這樣，我們使用可變長子網掩碼成功將給定的C類網路地址段劃分為三個子網，併為每個子網分配了對應的網段和可用主機IP。

 

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