首先，回憶一下，前面小課中我們有提到IP地址的分類(lèi)，那么IP地址到底是怎么劃分的呢？劃分的依據(jù)是什么呢？這就不得不提到IP地址劃分背后的那些故事了。

01IP地址劃分

最初32位的IP地址是由{《網(wǎng)絡(luò)地址/網(wǎng)絡(luò)號(hào)》《主機(jī)地址/主機(jī)號(hào)》}組成，被劃分為五大類(lèi)，一般使用最多比較常見(jiàn)是A類(lèi)、B類(lèi)和C類(lèi)。

IP地址編碼規(guī)范中規(guī)定：網(wǎng)絡(luò)地址和主機(jī)地址全0為本地地址，表示本地網(wǎng)絡(luò)或主機(jī)；網(wǎng)絡(luò)地址和主機(jī)地址為全1為廣播地址，表示所有網(wǎng)站都可接收發(fā)出的信息，通常這兩種IP地址不能作為互聯(lián)網(wǎng)中的主機(jī)IP地址。因此，每類(lèi)IP地址中除去這兩個(gè)，可計(jì)算出ABC三類(lèi)IP地址的網(wǎng)絡(luò)地址數(shù)以及每個(gè)網(wǎng)絡(luò)地址中所能容納的主機(jī)數(shù)量：

A類(lèi)IP地址：

126（2^7-2）個(gè)網(wǎng)絡(luò)地址，可容納主機(jī) 16777214（2^24-2）臺(tái)

B類(lèi)IP地址：

16382（2^14-2）個(gè)網(wǎng)絡(luò)地址，可容納主機(jī) 65534（2^16-2）臺(tái)

C類(lèi)IP地址：

2097150（2^21-2）個(gè)網(wǎng)絡(luò)地址，可容納主機(jī) 254（2^8-2）臺(tái)

上述的IP地址表示方式稱(chēng)為兩級(jí)IP地址。不難發(fā)現(xiàn)，在實(shí)際應(yīng)用中，分配一個(gè)B類(lèi)網(wǎng)絡(luò)地址太多，C類(lèi)又太少，這樣對(duì)IP地址空間的利用率會(huì)偏低，也不夠靈活。于是，就出現(xiàn)了子網(wǎng)劃分的概念。

02子網(wǎng)劃分

子網(wǎng)劃分就是將原來(lái)的兩級(jí)IP地址進(jìn)一步劃分為三級(jí)IP地址，即：{《網(wǎng)絡(luò)地址/網(wǎng)絡(luò)號(hào)》，《子網(wǎng)地址/子網(wǎng)號(hào)》，《主機(jī)地址/主機(jī)號(hào)》}。參考如下圖，將C類(lèi)的兩級(jí)IP地址劃分為三級(jí)IP地址。

其中子網(wǎng)地址就是從主機(jī)地址中借走幾位，所以子網(wǎng)劃分實(shí)際上就是減少了主機(jī)數(shù)，分配到不同的子網(wǎng)，每個(gè)子網(wǎng)包含一定的主機(jī)數(shù)。子網(wǎng)就可以理解為，把一個(gè)大的網(wǎng)絡(luò)從內(nèi)部分成幾個(gè)小的子網(wǎng)。但對(duì)于該網(wǎng)絡(luò)的外層來(lái)看，還是一個(gè)大的網(wǎng)絡(luò)，只有該網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部才可以看到其進(jìn)行了子網(wǎng)劃分。

比如說(shuō)：某個(gè)高校被分配了一個(gè)大的網(wǎng)段，學(xué)?？梢圆捎萌?jí)IP地址劃分方式分給對(duì)應(yīng)的學(xué)院使用。對(duì)于互聯(lián)網(wǎng)來(lái)說(shuō)，學(xué)校的網(wǎng)絡(luò)地址依舊是那個(gè)網(wǎng)絡(luò)地址，只有高校知道自己內(nèi)部還進(jìn)行了子網(wǎng)劃分。

但是有個(gè)問(wèn)題，互聯(lián)網(wǎng)中的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備向?qū)W校內(nèi)的主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，在IP數(shù)據(jù)包到達(dá)學(xué)校網(wǎng)絡(luò)時(shí)，路由器是如何機(jī)智的識(shí)別到這個(gè)數(shù)據(jù)應(yīng)該發(fā)送給哪個(gè)子網(wǎng)呢？子網(wǎng)掩碼在這里就發(fā)揮了很大的作用。

03子網(wǎng)掩碼

子網(wǎng)掩碼將某個(gè)IP地址劃分成網(wǎng)絡(luò)地址和主機(jī)地址兩部分，可以用來(lái)判斷任意兩臺(tái)主機(jī)的IP地址是否屬于同一子網(wǎng)絡(luò)。具體來(lái)說(shuō)就是兩臺(tái)計(jì)算機(jī)各自的IP地址與子網(wǎng)掩碼進(jìn)行“與”運(yùn)算后，如果得出的結(jié)果是相同的，則說(shuō)明這兩臺(tái)計(jì)算機(jī)是處于同一個(gè)子網(wǎng)絡(luò)上的，可以進(jìn)行直接的通信。

例如：

192.168.1.1》11000000.10101000.00000001 00000001

子網(wǎng)掩碼

255.255.255.240 》11111111.11111111.11111111.11110000

相“與”得到：

11000000 10101000 00000001 00000000

網(wǎng)絡(luò)地址為：

192.168.1.0

主機(jī)地址為：

0.0.0.1

在實(shí)際應(yīng)用中，我們會(huì)遇到這樣的IP地址：

IP地址：192.168.1.1

子網(wǎng)掩碼：255.255.255.0

IP地址：192.168.1.2

子網(wǎng)掩碼：255.255.255.0

可以直接判斷出，他們網(wǎng)絡(luò)地址都為192.168.1.0，屬于同一子網(wǎng)網(wǎng)段。那么如果是下面這樣的呢？

IP地址：192.168.1.1

子網(wǎng)掩碼：255.255.255.0

IP地址：192.168.1.2

子網(wǎng)掩碼：255.255.0.0

根據(jù)“與”運(yùn)算，你發(fā)現(xiàn)，雖然長(zhǎng)得比較像，但他們可不是“一家人”哦。第一個(gè)網(wǎng)絡(luò)地址為192.168.1.0，而第二個(gè)網(wǎng)絡(luò)地址為192.168.0.0，不在同一子網(wǎng)網(wǎng)段。

04CIDR

子網(wǎng)的劃分有效地減少了網(wǎng)絡(luò)中浪費(fèi)的IP地址，但是仍然存在一些問(wèn)題。

比如某公司需要2000個(gè)地址，分配一個(gè)B類(lèi)IP地址，那可就太浪費(fèi)了，分配一個(gè)C類(lèi)IP地址，又不夠用。那這個(gè)問(wèn)題要怎么解決呢？

這就產(chǎn)生了無(wú)分類(lèi)域間路由選擇（Classless Inter-Domain Routing，CIDR），也就是無(wú)分類(lèi)編址。它消除了傳統(tǒng)ABC類(lèi)及子網(wǎng)劃分的概念。使網(wǎng)段的劃分更加靈活。采用CIDR記法（斜線記法）表示IP地址：{《網(wǎng)絡(luò)前綴》《主機(jī)地址/主機(jī)號(hào)》}/網(wǎng)絡(luò)前綴占位數(shù)。

在上述公司案例中，需要8個(gè)C類(lèi)地址，這8個(gè)C類(lèi)地址可以構(gòu)成一個(gè)地址塊，分配這個(gè)CIDR地址塊給該公司。只需要11位表示主機(jī)地址，21位表示網(wǎng)絡(luò)前綴。則子網(wǎng)掩碼表示為

11111111.11111111.11111000.00000000

比如分配192.168開(kāi)頭的，8個(gè)C類(lèi)的地址塊：

11000000.10101000.11111xxx.xxxxxxxx

網(wǎng)絡(luò)地址的后三位為變量，那么加上后八位主機(jī)地址，可以容納（2^8）*（2^3）=2048個(gè)主機(jī)地址。

該網(wǎng)絡(luò)前綴為：

11000000.10101000.11111（192.168.248）

比如某主機(jī)號(hào)192.168.248.15，采用CIDR記法則為192.168.248.15/21。

05課堂練習(xí)

講了IP劃分的由來(lái)及背后涉及的這些基礎(chǔ)概念知識(shí)，不妨建立一個(gè)虛擬私有云試試吧~

虛擬私有云VPC，為云服務(wù)器、云容器、云數(shù)據(jù)庫(kù)等資源構(gòu)建隔離的、用戶自主配置和管理的虛擬網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，提升用戶云上資源的安全性，簡(jiǎn)化用戶的網(wǎng)絡(luò)部署。

您可以在VPC中定義IP地址段，每個(gè)虛擬私有云VPC都包含一個(gè)私網(wǎng)網(wǎng)段和至少一個(gè)子網(wǎng)。當(dāng)您選定網(wǎng)段后，頁(yè)面自動(dòng)顯示子網(wǎng)網(wǎng)段可用IP數(shù)，便于您的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃哦~

私網(wǎng)網(wǎng)段：在創(chuàng)建虛擬私有云VPC時(shí)，需要指定虛擬私有云VPC使用的私網(wǎng)網(wǎng)段。當(dāng)前虛擬私有云VPC支持的網(wǎng)段有10.0.0.0/8~24、172.16.0.0/12~24和192.168.0.0/16~24。

子網(wǎng)：云資源（例如云服務(wù)器、云數(shù)據(jù)庫(kù)等）必須部署在子網(wǎng)內(nèi)。所以，虛擬私有云VPC創(chuàng)建完成后，您需要為虛擬私有云VPC劃分一個(gè)或多個(gè)子網(wǎng)，子網(wǎng)網(wǎng)段必須在私網(wǎng)網(wǎng)段內(nèi)。

編輯：lyn