摘要：IP地址是怎麼劃分的呢？劃分的依據是什麼呢？本節小課將帶你一起學習IP地址劃分、子網劃分、子網掩碼、CIDR等網路基礎概念，了解IP地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地址的分類，那麼IP地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地址劃分背後的那些故事了。

IP地址劃分

最初32位的IP地址是由{<網路地址/網路號><主機地址/主機號>}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。

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IP地址編碼規範中規定：網路地址和主機地址全0為本地地址，表示本地網路或主機；網路地址和主機地址為全1為廣播地址，表示所有網站都可接收發出的信息，通常這兩種IP地址不能作為互聯網中的主機IP地址。因此，每類IP地址中除去這兩個，可計算出ABC三類IP地址的網路地址數以及每個網路地址中所能容納的主機數量：

l A類IP地址：126(2^7-2)個網路地址，可容納主機 16777214(2^24-2)台

l B類IP地址：16382(2^14-2)個網路地址，可容納主機 65534(2^16-2)台

l C類IP地址：2097150(2^21-2)個網路地址，可容納主機254(2^8-2)台

上述的IP地址表示方式稱為兩級IP地址。不難發現，在實際應用中，分配一個B類網路地址太多，C類又太少，這樣對IP地址空間的利用率會偏低，也不夠靈活。於是，就出現了子網劃分的概念。

子網劃分

子網劃分就是將原來的兩級IP地址進一步劃分為三級IP地址，即：{<網路地址/網路號>，<子網地址/子網號>，<主機地址/主機號>}。參考如下圖，將C類的兩級IP地址劃分為三級IP地址。

其中子網地址就是從主機地址中借走幾位，所以子網劃分實際上就是減少了主機數，分配到不同的子網，每個子網包含一定的主機數。子網就可以理解為，把一個大的網路從內部分成幾個小的子網。但對於該網路的外層來看，還是一個大的網路，只有該網路內部才可以看到其進行了子網劃分。

比如說：某個高校被分配了一個大的網段，學校可以採用三級IP地址劃分方式分給對應的學院使用。對於互聯網來說，學校的網路地址依舊是那個網路地址，只有高校知道自己內部還進行了子網劃分。

但是有個問題，互聯網中的網路設備向學校內的主機發送數據時，在IP數據包到達學校網路時，路由器是如何機智的識別到這個數據應該發送給哪個子網呢？子網掩碼在這裡就發揮了很大的作用。

子網掩碼

子網掩碼將某個IP地址劃分成網路地址和主機地址兩部分，可以用來判斷任意兩台主機的IP地址是否屬於同一子網路。具體來說就是兩台計算機各自的IP地址與子網掩碼進行「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於同一個子網路上的，可以進行直接的通信。

例如：192.168.1.1>
11000000.10101000.0000000100000001

子網掩碼255.255.255.240>
11111111.11111111.11111111.11110000

相「與」得到：11000000 10101000 00000001 00000000

網路地址為：192.168.1.0

主機地址為：0.0.0.1

在實際應用中，我們會遇到這樣的IP地址：

IP地址：192.168.1.1子網掩碼：255.255.255.0

IP地址：192.168.1.2子網掩碼：255.255.255.0

可以直接判斷出，他們網路地址都為192.168.1.0，屬於同一子網網段。

那麼如果是下面這樣的呢？

IP地址：192.168.1.1子網掩碼：255.255.255.0

IP地址：192.168.1.2子網掩碼：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

第一個網路地址為192.168.1.0，而第二個網路地址為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路中浪費的IP地址，但是仍然存在一些問題。

比如某公司需要2000個地址，分配一個B類IP地址，那可就太浪費了，分配一個C類IP地址，又不夠用。那這個問題要怎麼解決呢？

這就產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。採用CIDR記法（斜線記法）表示IP地址：{<網路前綴><主機地址/主機號>}/網路前綴佔位數。

在上述公司案例中，需要8個C類地址，這8個C類地址可以構成一個地址塊，分配這個CIDR地址塊給該公司。只需要11位表示主機地址，21位表示網路前綴。則子網掩碼錶示為
11111111.11111111.11111000.00000000

比如分配192.168開頭的，8個C類的地址塊：

11000000.10101000.11111xxx.xxxxxxxx

網路地址的後三位為變數，那麼加上後八位主機地址，可以容納（2^8）*（2^3）=2048個主機地址。

該網路前綴為11000000.10101000.11111（192.168.248），比如某主機號192.168.248.15，採用CIDR記法則為192.168.248.15/21。

課堂練習

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l 子網：雲資源（例如雲伺服器、雲資料庫等）必須部署在子網內。所以，虛擬私有雲VPC創建完成後，您需要為虛擬私有雲VPC劃分一個或多個子網，子網網段必須在私網網段內。

本文分享自華為雲社區《IP地址劃分的背後…..》，原文作者：雲小萌