摘要：IP位址是怎麼劃分的呢？劃分的依據是什麼呢？本節小課将帶你一起學習IP位址劃分、子網劃分、子網路遮罩、CIDR等網絡基礎概念，了解IP位址劃分背後的那些故事。
首先，回憶一下，前面小課中我們有提到IP位址的分類，那麼IP位址到底是怎麼劃分的呢？劃分的依據是什麼呢？這就不得不提到IP位址劃分背後的那些故事了。
IP位址劃分
最初32位的IP位址是由{<網絡位址/網絡号><主機位址/主機号>}組成，被劃分為五大類，一般使用最多比較常見是A類、B類和C類。
IP位址編碼規範中規定：網絡位址和主機位址全0為本地位址，表示本地網絡或主機；網絡位址和主機位址為全1為廣播位址，表示所有網站都可接收發出的資訊，通常這兩種IP位址不能作為網際網路中的主機IP位址。是以，每類IP位址中除去這兩個，可計算出ABC三類IP位址的網絡位址數以及每個網絡位址中所能容納的主機數量：
- A類IP位址：126(2^7-2)個網絡位址，可容納主機 16777214(2^24-2)台
- B類IP位址：16382(2^14-2)個網絡位址，可容納主機 65534(2^16-2)台
- C類IP位址：2097150(2^21-2)個網絡位址，可容納主機 254(2^8-2)台
上述的IP位址表示方式稱為兩級IP位址。不難發現，在實際應用中，配置設定一個B類網絡位址太多，C類又太少，這樣對IP位址空間的使用率會偏低，也不夠靈活。于是，就出現了子網劃分的概念。
子網劃分
子網劃分就是将原來的兩級IP位址進一步劃分為三級IP位址，即：{<網絡位址/網絡号>，<子網位址/子網号>，<主機位址/主機号>}。參考如下圖，将C類的兩級IP位址劃分為三級IP位址。
其中子網位址就是從主機位址中借走幾位，是以子網劃分實際上就是減少了主機數，配置設定到不同的子網，每個子網包含一定的主機數。子網就可以了解為，把一個大的網絡從内部分成幾個小的子網。但對于該網絡的外層來看，還是一個大的網絡，隻有該網絡内部才可以看到其進行了子網劃分。
比如說：某個高校被配置設定了一個大的網段，學校可以采用三級IP位址劃分方式分給對應的學院使用。對于網際網路來說，學校的網絡位址依舊是那個網絡位址，隻有高校知道自己内部還進行了子網劃分。
但是有個問題，網際網路中的網絡裝置向學校内的主機發送資料時，在IP資料包到達學校網絡時，路由器是如何機智的識别到這個資料應該發送給哪個子網呢？子網路遮罩在這裡就發揮了很大的作用。
子網路遮罩
子網路遮罩将某個IP位址劃分成網絡位址和主機位址兩部分，可以用來判斷任意兩台主機的IP位址是否屬于同一子網絡。具體來說就是兩台計算機各自的IP位址與子網路遮罩進行“與”運算後，如果得出的結果是相同的，則說明這兩台計算機是處于同一個子網絡上的，可以進行直接的通信。
例如：192.168.1.1>11000000.10101000.00000001 00000001
子網路遮罩255.255.255.240 >11111111.11111111.11111111.11110000
相“與”得到：11000000 10101000 00000001 00000000
網絡位址為：192.168.1.0
主機位址為：0.0.0.1
在實際應用中，我們會遇到這樣的IP位址：
- IP位址：192.168.1.1 子網路遮罩：255.255.255.0
- IP位址：192.168.1.2 子網路遮罩：255.255.255.0
可以直接判斷出，他們網絡位址都為192.168.1.0，屬于同一子網網段。
那麼如果是下面這樣的呢？
- IP位址：192.168.1.2 子網路遮罩：255.255.0.0
根據“與”運算，你發現，雖然長得比較像，但他們可不是“一家人”哦
第一個網絡位址為192.168.1.0，而第二個網絡位址為192.168.0.0，不在同一子網網段。
CIDR
子網的劃分有效地減少了網絡中浪費的IP位址，但是仍然存在一些問題。
比如某公司需要2000個位址，配置設定一個B類IP位址，那可就太浪費了，配置設定一個C類IP位址，又不夠用。那這個問題要怎麼解決呢？
這就産生了無分類域間路由選擇（Classless Inter-Domain Routing，CIDR），也就是無分類編址。它消除了傳統ABC類及子網劃分的概念。使網段的劃分更加靈活。采用CIDR記法（斜線記法）表示IP位址：{<網絡字首><主機位址/主機号>}/網絡字首占位數。
在上述公司案例中，需要8個C類位址，這8個C類位址可以構成一個位址塊，配置設定這個CIDR位址塊給該公司。隻需要11位表示主機位址，21位表示網絡字首。則子網路遮罩表示為11111111.11111111.11111000.00000000
比如配置設定192.168開頭的，8個C類的位址塊：
11000000.10101000.11111xxx.xxxxxxxx
網絡位址的後三位為變量，那麼加上後八位主機位址，可以容納（2^8）*（2^3）=2048個主機位址。
該網絡字首為11000000.10101000.11111（192.168.248），比如某主機号192.168.248.15，采用CIDR記法則為192.168.248.15/21。
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本文分享自華為雲社群《IP位址劃分的背後.....》，原文作者：雲小萌 。
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