网关与子网掩码网络号主机号的关系.docx
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网关与子网掩码网络号主机号的关系
网关（Gateway）就是一个网络连接到另一个网络的“关口”。
在Internet网中，网关是一种连接内部网与Internet上其它网的中间设备，也称“路由器”。
网关地址是可以理解为内部网与Internet网信息传输的通道地址。
按照不同的分类标准，网关也有很多种。
TCP/IP协议里的网关是最常用的，在这里我们所讲的“网关”均指TCP/IP协议下的网关。
那么网关到底是什么呢？
网关实质上是一个网络通向其他网络的IP地址。
比如有网络A和网络B，网络A的IP地址范围为“192.168.1.1~192.168.1.254”，子网掩码为255.255.255.0；网络B的IP地址范围为“192.168.2.1~192.168.2.254”，子网掩码为255.255.255.0。
在没有路由器的情况下，两个网络之间是不能进行TCP/IP通信的，即使是两个网络连接在同一台交换机（或集线器）上，TCP/IP协议也会根据子网掩码（255.255.255.0）判定两个网络中的主机处在不同的网络里。
而要实现这两个网络之间的通信，则必须通过网关。
如果网络A中的主机发现数据包的目的主机不在本地网络中，就把数据包转发给它自己的网关，再由网关转发给网络B的网关，网络B的网关再转发给网络B的某个主机。
网络B向网络A转发数据包的过程也是如此。
所以说，只有设置好网关的IP地址，TCP/IP协议才能实现不同网络之间的相互通信。
那么这个IP地址是哪台机器的IP地址呢？
网关的IP地址是具有路由功能的设备的IP地址，具有路由功能的设备有路由器、启用了路由协议的服务器（实质上相当于一台路由器）、代理服务器（也相当于一台路由器）。
什么是子网掩码
子网掩码不能单独存在，它必须结合IP地址一起使用。
子网掩码只有一个作用，就是将某个IP地址划分成网络地址和主机地址两部分。
子网掩码的设定必须遵循一定的规则。
与IP地址相同，子网掩码的长度也是32位，左边是网络位，用二进制数字“1”表示；右边是主机位，用二进制数字“0”表示。
附图所示的就是IP地址为“192.168.1.1”和子网掩码为“255.255.255.0”的二进制对照。
其中，“1”有24个，代表与此相对应的IP地址左边24位是网络号；“0”有8个，代表与此相对应的IP地址右边8位是主机号。
这样，子网掩码就确定了一个IP地址的32位二进制数字中哪些是网络号、哪些是主机号。
这对于采用TCP/IP协议的网络来说非常重要，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。
常用的子网掩码
子网掩码有数百种，这里只介绍最常用的两种子网掩码，它们分别是“255.255.255.0”和“255.255.0.0”。
1.子网掩码是“255.255.255.0”的网络：
最后面一个数字可以在0~255范围内任意变化，因此可以提供256个IP地址。
但是实际可用的IP地址数量是256-2，即254个，因为主机号不能全是“0”或全是“1”。
2.子网掩码是“255.255.0.0”的网络：
后面两个数字可以在0~255范围内任意变化，可以提供2552个IP地址。
但是实际可用的IP地址数量是2552-2，即65023个。
IP地址的子网掩码设置不是任意的。
如果将子网掩码设置过大，也就是说子网范围扩大，那么，根据子网寻径规则，很可能发往和本地机不在同一子网内的目的机的数据，会因为错误的判断而认为目的机是在同一子网内，那么，数据包将在本子网内循环，直到超时并抛弃，使数据不能正确到达目的机，导致网络传输错误；如果将子网掩码设置得过小，那么就会将本来属于同一子网内的机器之间的通信当做是跨子网传输，数据包都交给缺省网关处理，这样势必增加缺省网关的负担，造成网络效率下降。
因此，子网掩码应该根据网络的规模进行设置。
如果一个网络的规模不超过254台电脑，采用“255.255.255.0”作为子网掩码就可以了，现在大多数局域网都不会超过这个数字，因此“255.255.255.0”是最常用的IP地址子网掩码；笔者见到的最大规模的中小学校园网具有1500多台电脑，这种规模的局域网可以使用“255.255.0.0”。
默认子网掩码
在Windows2000Server中，如果给一个网卡指定IP地址，系统会自动填入一个默认的子网掩码。
这是Windows2000Server为了节省用户输入时间自动产生的子网掩码。
比如，局域网最常使用的IP地址“192.168.x.x”默认的子网掩码是“255.255.255.0”。
一般情况下，IP地址使用默认子网掩码就可以了
网络标志识```就是你电脑的名字！
~~假如你标使是02
你电脑就是02！
！
~~
建立一个局域网是否各台电脑不是必须用同一个网关
一个局域网可以有若干个子网，每个子网使用一个网关作为该子网访问外网的出口。
网络ID用来表示计算机属于哪一个网络，网络ID相同的计算机不需要通过路由器连接就能够直接通信，我们把网络ID相同的计算机组成一个网络称之为本地网络（网段）；网络ID不相同的计算机之间通信必须通过路由器连接，我们把网络ID不相同的计算机称之为远程计算机。
当为一台计算机分配IP地址后，该计算机的IP地址哪部份表示网络ID，哪部份表示主机ID，并不由IP地址所属的类来确定，而是由子网掩码确定。
子网确定一个IP地址属于哪一个子网。
子网掩码的格式是以连续的255后面跟连续的0表示，其中连续的255这部份表示网络ID；连续0部份表示主机ID。
比如，子网掩码255.255.0.0和255.255.255.0。
根据子网掩码的格式可以发现，子网掩码有0.0.0.0、255.0.0.0、255.255.0.0、255.255.255.0和255.255.255.255共五种。
采用这种格式的子网掩码每个网络中主机的数目相差至少为256倍，不利于灵活根据企业需要分配IP地址。
比如，一个企业有2000台计算机，用户要么为其分配子网掩为255.255.0.0，那么该网络可包含65534台计算机，将造成63534个IP地址的浪费；要么用户为其分配8个255.255.255.0网络，那么必须用路由器连接这个8个网络，造成网络管理和维护的负担。
网络ID是IP地址与子网掩码进行与运算获得，即将IP地址中表示主机ID的部份全部变为0，表示网络ID的部份保持不变，则网络ID的格式与IP地址相同都是32位的二进制数；主机ID就是表示主机ID的部份。
例题1：
IP地址：
192.168.23.35子网掩码：
255.255.0.0
网络ID:
192.168.0.0主机ID:
23.35
例题2：
IP地址:
192.168.23.35子网掩码：
255.255.255.0
网络ID:
192.168.23.0主机ID:
35
************子网和CIDR
将常规的子网掩码转换为二进制，将发现子网掩格式为连续的二进制1跟连续0，其中子网掩码中为1的部份表示网络ID，子网掩中为0的表示主机ID。
比如255.255.0.0转换为二进制为11111111111111110000000000000000。
在前面所举的例子中为什么不用连续的1部份表示网络ID，连续的0部份表示主机ID呢？
答案是肯定的，采用这种方案的IP寻址技术称之为无类域间路由（CIDR）。
CIDR技术用子网掩码中连续的1部份表示网络ID，连续的0部份表示主机ID。
比如，网络中包含2000台计算机，只需要用11位表示主机ID，用21位表网络ID，则子网掩码表示为11111111.11111111.11100000.00000000，转换为十进制则为255.255.224.0。
此时，该网络将包含2046台计算机，既不会造成IP地址的浪费，也不会利用路由器连接网络，增加额外的管理维护量。
CIDR表示方法：
IP地址/网络ID的位数，比如192.168.23.35/21，其中用21位表示网络ID。
例题1：
192.168.23.35/21
子网掩码：
11111111111111111111100000000000则为255.255.248.0
网络ID：
192.168.00010111.0（其中第三个字节红色部分表示网络ID，其他表示主机ID，网络ID是表示网络ID部份保持不变主机ID全部变为0）则网络ID为192.168.16.0
起始IP地址：
192.168.16.1（主机ID不能全为0，全为0表示网络ID最后一位为1）
结束IP地址：
192.168.00010111.11111110（主机ID不能全为1，全为1表示本地广播）则结束IP地址为：
192.168.23.254。
例题2：
将163.135.0.0划分为16个子网，计算前两个子网的网络ID、子网掩码、起止IP地址。
第1步：
用CIDR表示163.135.0.0/20，则子网掩码为255.255.240（11110000）.0。
第2步：
第一网络ID（子网掩码与IP地址与运算）：
163.135.0.0
第一个IP地址：
163.135.0.1结束IP地址：
163.135.15.254；
第3步：
第二网络ID：
163.135.16.0
第一个IP地址：
163.135.16.1结束IP地址：
163.135.31.254。
子网掩码（subnetmask）是每个网管必须要掌握的基础知识，只有掌握它，才能够真正理解TCP/IP协议的设置。
以下我们就来深入浅出地讲解什么是子网掩码。
IP地址的结构
要想理解什么是子网掩码，就不能不了解IP地址的构成。
互联网是由许多小型网络构成的，每个网络上都有许多主机，这样便构成了一个有层次的结构。
IP地址在设计时就考虑到地址分配的层次特点，将每个IP地址都分割成网络号和主机号两部分，以便于IP地址的寻址操作。
IP地址的网络号和主机号各是多少位呢？
如果不指定，就不知道哪些位是网络号、哪些是主机号，这就需要通过子网掩码来实现。
子网掩码的设定必须遵循一定的规则。
与IP地址相同，子网掩码的长度也是32位，左边是网络位，用二进制数字“1”表示；右边是主机位，用二进制数字“0”表示。
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。
子网掩码的术语是扩展的网络前缀码不是一个地址，但是可以确定一个网络层地址哪一部分是网络号，哪一部分是主机号，1的部分代表网络号，掩码为0的部分代表主机号。
子网掩码的作用就是获取主机IP的网络地址信息，用于区别主机通信不同情况，由此选择不同路。
其中A类地址的默认子网掩码为255.0.0.0；B类地址的默认子网掩码为255.255.0.0；C类地址的默认子网掩码为：
255.255.255.0。
子网和子网掩码的作用 子网的作用 使用子网是为了减少IP的浪费。
因为随着互联网的发展，越来越多的网络产生，有的网络多则几百台，有的只有区区几台，这样就浪费了很多IP地址，所以要划分子网。
子网掩码的作用 通过IP地址的二进制与子网掩码的二进制进行与运算，确定某个设备的网络地址和主机号也就是说通过子网掩码分辨一个网络的网络部分和主机部分。
子网掩码一旦设置，网络地址和主机地址就固定了。
子网一个最显著的特征就是具有子网掩码。
与IP地址相同，子网掩码的长度也是32位，也可以使用十进制的形式。
例如，为二进制形式的子网掩码：
11111111111111111111111100000000，采用十进制的形式为：
255.255.255.0。
子网掩码的概念
子网掩码是一个32位地址，是与IP地址结合使用的一种技术。
它的主要作用有两个，一是用于屏蔽IP地址的一部分以区别网络标识和主机标识，并说明该IP地址是在局域网上，还是在远程网上。
二是用于将一个大的IP网络划分为若干小的子网络。
确定子网掩码数
用于子网掩码的位数决定于可能的子网数目和每个子网的主机数目。
在定义子网掩码前，必须弄清楚本来使用的子网数和主机数目。
定义子网掩码的步骤为：
A、确定哪些组地址归我们使用。
比如我们申请到的网络号为“210.73.a.b”，该网络地址为C类IP地址，网络标识为“210.73.a”，主机标识为“.b”。
B、根据我们现在所需的子网数以及将来可能扩充到的子网数，用宿主机的一些位来定义子网掩码。
比如我们现在需要12个子网，将来可能需要16个。
用第四个字节的前四位确定子网掩码。
前四位都置为“1”（即把第四字节的最后四位作为主e机位，其实在这里有个简单的规律，非网络位的前几位置1原网络就被分为2的几次方个网络，这样原来网络就被分成了2的4次方16个子网），即第四个字节为“11110000”，这个数我们暂且称作新的二进制子网掩码。
C、把对应初始网络的各个位都置为“1”，即前三个字节都置为“1”，第四个字节低四位置为“0”，则子网掩码的间断二进制形式为：
“11111111.11111111.11111111.11110000”
D、把这个数转化为间断十进制形式为：
“255.255.255.240”
这个数为该网络的子网掩码。
一、利用子网数来计算
在求子网掩码之前必须先搞清楚要划分的子网数目，以及每个子网内的所需主机数目。
1）将子网数目转化为二进制来表示
2）取得该二进制的位数，为N
3）取得该IP地址的类子网掩码，将其主机地址部分的的前N位置1即得出该IP地址划分子网的子网掩码。
如欲将B类IP地址168.195.0.0划分成27个子网：
1）27=11011
2）该二进制为五位数，N=5
3）将B类地址的子网掩码255.255.0.0的主机地址前5位置1，得到255.255.248.0
即为划分成27个子网的B类IP地址168.195.0.0的子网掩码。
二、利用主机数来计算
1）将主机数目转化为二进制来表示
2）如果主机数小于或等于254（注意去掉保留的两个IP地址），则取得该主机的二进制位数，为N，这里肯定N<8。
如果大于254，则N>8，这就是说主机地址将占据不止8位。
3）使用255.255.255.255来将该类IP地址的主机地址位数全部置1，然后从后向前的将N位全部置为0，即为子网掩码值。
如欲将B类IP地址168.195.0.0划分成若干子网，每个子网内有主机700台：
1）700=1010111100
2）该二进制为十位数，N=10
3）将该B类地址的子网掩码255.255.0.0的主机地址全部置1，得到255.255.255.255
然后再从后向前将后10位置0,即为：
11111111.11111111.11111100.00000000
即255.255.252.0。
这就是该欲划分成主机为700台的B类IP地址168.195.0.0的子网掩码。
IP掩码的标注
A、无子网的标注法
对无子网的IP地址，可写成主机号为0的掩码。
如IP地址210.73.140.5，掩码为255.255.255.0，也可以缺省掩码，只写IP地址。
B、有子网的标注法
有子网时，一定要二者配对出现。
以C类地址为例。
（以下一段没有指定掩码为27位,在掩码为27位的情况下才成立~~）
1.IP地址中的前3个字节表示网络号，后一个字节既表明子网号，又说明主机号，还说明两个IP地址是否属于同一个网段。
如果属于同一网络区间，这两个地址间的信息交换就不通过路由器。
如果不属同一网络区间，也就是子网号不同，两个地址的信息交换就要通过路由器进行。
例如：
对于IP地址为210.73.140.5的主机来说，其主机标识为00000101，对于IP地址为210.73.140.16的主机来说它的主机标识为00010000，以上两个主机标识的前面三位全是000，说明这两个IP地址在同一个网络区域中，这两台主机在交换信息时不需要通过路由器进行。
210.73.60.1的主机标识为00000001，210.73.60.252的主机标识为11111100，这两个主机标识的前面三位000与111不同，说明二者在不同的网络区域，要交换信息需要通过路由器。
其子网上主机号各为1和252。
2.掩码的功用是说明有子网和有几个子网，但子网数只能表示为一个范围，不能确切讲具体几个子网，掩码不说明具体子网号，有子网的掩码格式（对C类地址）。
子网掩码的表示方法
子网掩码通常有以下2种格式的表示方法：
1.通过与IP地址格式相同的点分十进制表示
如：
255.0.0.0或255.255.255.128
2.在IP地址后加上"/"符号以及1-32的数字，其中1-32的数字表示子网掩码中网络标识位的长度
如：
192.168.1.1/24的子网掩码也可以表示为255.255.255.0
子网掩码和ip地址的关系
注意这讲的都是有类网！
子网掩码是用来判断任意两台计算机的IP地址是否属于同一子网络的根据。
最为简单的理解就是两台计算机各自的IP地址与子网掩码进行AND运算后，如果得出的结果是相同的，则说明这两台计算机是处于同一个子网络上的，可以进行直接的通讯。
就这么简单。
请看以下示例：
运算演示之一：
aa
IP地址 192.168.0.1
子网掩码 255.255.255.0
AND运算（AND运算法则：
1与1=1,1与0=0,0与1=0,0与0=0,即当对应位均为1时结果为1，其余为0。
）
转化为二进制进行运算：
IP地址 11000000.10101000.00000000.00000001
子网掩码 11111111.11111111.11111111.00000000
AND运算
11000000.10101000.00000000.00000000
转化为十进制后为：
192.168.0.0
运算演示之二：
IP地址 192.168.0.254
子网掩码 255.255.255.0
AND运算
转化为二进制进行运算：
IP地址 11000000.10101000.00000000.11111110
子网掩码 11111111.11111111.11111111.00000000
AND运算
11000000.10101000.00000000.00000000
转化为十进制后为：
192.168.0.0
运算演示之三：
IP地址 192.168.0.4
子网掩码 255.255.255.0
AND运算
转化为二进制进行运算：
IP地址 11000000.10101000.00000000.00000100
子网掩码 11111111.11111111.11111111.00000000
AND运算
11000000.10101000.00000000.00000000
转化为十进制后为：
192.168.0.0
通过以上对三组计算机IP地址与子网掩码的AND运算后，我们可以看到它运算结果是一样的。
均为192.168.0.0
所以计算机就会把这三台计算机视为是同一子网络，然后进行通讯的。
我现在单位使用的代理服务器，内部网络就是这样规划的。
也许你又要问，这样的子网掩码究竟有多少了IP地址可以用呢？
你可以这样算。
根据上面我们可以看出，局域网内部的ip地址是我们自己规定的（当然和其他的ip地址是一样的），这个是由子网掩码决定的通过对255.255.255.0的分析。
可得出：
前三位IP码由分配下来的数字就只能固定为192.168.0 所以就只剩下了最后的一位了，那么显而易见了，ip地址只能有（2的8次方-2），即256-2=254，一般主机地址全为0或者1（二进制）有其特殊的作用。
那么你可能要问了:
如果我的子网掩码不是255.255.255.0呢？
你也可以这样做啊假设你的子网掩码是255.255.128.0
那么你的局域网内的ip地址的前两位肯定是固定的了
这样，你就可以按照下边的计算来看看同一个子网内到底能有多少台机器
1、十进制128=二进制10000000
2、IP码要和子网掩码进行AND运算
3、
IP地址 11000000.10101000.1*******.********
子网掩码 11111111.11111111.10000000.00000000
AND运算
11000000.10101000.10000000.00000000
转化为十进制后为：
192.168.128.0
4、可知我们内部网可用的IP地址为：
11000000.10101000.10000000.00000000
到
11000000.10101000.11111111.11111111
（也可以是：
11000000.10101000.00000000.00000000到11000000.10101000.01111111.11111111）
5、转化为十进制：
192.168.128.0到192.168.255.255（或者192.168.0.0到192.168.127.255）
6、0和255通常作为网络的内部特殊用途。
通常不使用。
7、于是最后的结果如下：
我们单位所有可用的IP地址为：
192.168.128.1-192.168.128.254
192.168.129.1-192.168.129.254
192.168.130.1-192.168.130.254
192.168.131.1-192.168.131.254
.............
192.168.139.1-192.168.139.254
192.168.140.1-192.168.140.254
192.168.141.1-192.168.141.254
192.168.142.1-192.168.142.254
192.168.143.1-192.168.143.254
.............
192.168.254.1-192.168.254.254
192.168.255.1-192.168.255.254
8、总数为（255-128+1）*（254-1+1）=128*254=32512
子网内包含的机器数目应该是2^n-2，比如说上面的子网掩码是255.255.128.0，那么他的网络号是17位，主机号是15位，只要主机号不全是0或者1就是可以的，所以ip地址是192.168.192.0（11000000.10101000.11000000.00000000）也允许，除掉全0全1，结果为2^15-2=32766,上面的落了好多地址
9、看看的结果是否正确
（1）、设定IP地址为192.168.128.1
Ping192.168.129.233通过测试
访问http:
//192.168.129.233可以显示出主页
（2）、设定IP地址为192.168.255.254
Ping192.168.255.254通过测试
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