网络段、主机段、子网掩码

子网掩码把 IP 切割成了网络段和主机段两部分。同一网段下的不同主机之间可以互通网络。

掩码

IPV4 默认情况下 IP 地址 192.168.0.x 可以分配 256 个主机地址（不考虑首尾两个特殊的地址时）。

假设我们只需要用到 8 个主机，就可以借助子网掩码来排除剩余的主机号，以便分配给其他人用。

在上图中，我们需要为三台服务器分配 ip 地址。其中 x 取 0 - 7，对应的二进制编码为：

二进制：11111111 11111111 11111111 00000000
二进制：11111111 11111111 11111111 00000100

借助二进制的掩码中的 1 来掩盖 IPV4 对应二进制位，代表该位不能被用于主机号的分配。

则得到的二进制掩码为：

11111111 11111111 11111111 11111000

对应的十进制掩码为：

255.255.255.248

表示成子网起始点 + 子网掩码的形式为：

192.168.0.0 255.255.255.248

如果采用 CIDR 表示法，则为：

192.168.0.0/29 # 其中 29 代表二进制掩码的前 29 位是 1

网络段、主机段

在上面的例子中，掩码为 /29，表示有 2^29 个地址可以作为网络段。2^3 个地址作为主机段。

如何区分是否为同一网络段

以 192.168.0.2 和 192.168.0.5 为例，要判断这两个 IP 地址是否属于同一网段，需要结合子网掩码来计算网络地址。假设常见的默认子网掩码为 255.255.255.0（即24位掩码），以下是分析过程：

步骤 1：将IP地址和子网掩码转换为二进制

• 192.168.0.2 的二进制形式：
  11000000.10101000.00000000.00000010
• 192.168.0.5 的二进制形式：
  11000000.10101000.00000000.00000101
• 子网掩码 255.255.255.0 的二进制形式：
  11111111.11111111.11111111.00000000

步骤 2：计算网络地址

网络地址 = IP地址 逻辑与（AND） 子网掩码。

• 192.168.0.2 的网络地址：
  11000000.10101000.00000000.00000010
  AND
  11111111.11111111.11111111.00000000
  = 192.168.0.0
• 192.168.0.5 的网络地址：
  11000000.10101000.00000000.00000101
  AND
  11111111.11111111.11111111.00000000
  = 192.168.0.0

结论

• 对于常见的子网掩码 255.255.255.0，两个 IP 地址的网络地址只要前 3 位相同，即可认为他们属于同一个网段。
• 如果子网掩码不同（例如 255.255.255.128），网络地址可能不同，是否属于同一个网段，需重新计算。