摘要：IP地址是怎么划分的呢？划分的依據是什么呢？本節小課將帶你一起學習IP地址划分、子網划分、子網掩碼、CIDR等網絡基礎概念，了解IP地址划分背后的那些故事。
首先，回憶一下，前面小課中我們有提到IP地址的分類，那么IP地址到底是怎么划分的呢？划分的依據是什么呢？這就不得不提到IP地址划分背后的那些故事了。
IP地址划分
最初32位的IP地址是由{<網絡地址/網絡號><主機地址/主機號>}組成，被划分為五大類，一般使用最多比較常見是A類、B類和C類。
IP地址編碼規范中規定：網絡地址和主機地址全0為本地地址，表示本地網絡或主機；網絡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地址的網絡地址數以及每個網絡地址中所能容納的主機數量：
- A類IP地址：126(2^7-2)個網絡地址，可容納主機 16777214(2^24-2)台
- B類IP地址：16382(2^14-2)個網絡地址，可容納主機 65534(2^16-2)台
- C類IP地址：2097150(2^21-2)個網絡地址，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類網絡地址太多，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，就出現了子網划分的概念。
子網划分
子網划分就是將原來的兩級IP地址進一步划分為三級IP地址，即：{<網絡地址/網絡號>，<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地址划分為三級IP地址。
其中子網地址就是從主機地址中借走幾位，所以子網划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，把一個大的網絡從內部分成幾個小的子網。但對於該網絡的外層來看，還是一個大的網絡，只有該網絡內部才可以看到其進行了子網划分。
比如說：某個高校被分配了一個大的網段，學校可以采用三級IP地址划分方式分給對應的學院使用。對於互聯網來說，學校的網絡地址依舊是那個網絡地址，只有高校知道自己內部還進行了子網划分。
但是有個問題，互聯網中的網絡設備向學校內的主機發送數據時，在IP數據包到達學校網絡時，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？子網掩碼在這里就發揮了很大的作用。
子網掩碼
子網掩碼將某個IP地址划分成網絡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絡。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”運算后，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絡上的，可以進行直接的通信。
例如：192.168.1.1>11000000.10101000.00000001 00000001
子網掩碼255.255.255.240 >11111111.11111111.11111111.11110000
相“與”得到：11000000 10101000 00000001 00000000
網絡地址為：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，他們網絡地址都為192.168.1.0，屬於同一子網網段。
那么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
第一個網絡地址為192.168.1.0，而第二個網絡地址為192.168.0.0，不在同一子網網段。
CIDR
子網的划分有效地減少了網絡中浪費的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。那這個問題要怎么解決呢？
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類及子網划分的概念。使網段的划分更加靈活。采用CIDR記法（斜線記法）表示IP地址：{<網絡前綴><主機地址/主機號>}/網絡前綴占位數。
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位表示網絡前綴。則子網掩碼表示為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
網絡地址的后三位為變量，那么加上后八位主機地址，可以容納（2^8）*（2^3）=2048個主機地址。
該網絡前綴為11000000.10101000.11111（192.168.248），比如某主機號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區《IP地址划分的背后.....》，原文作者：雲小萌 。