IP地址规划和计算

作为一名网络工程师，在日常工作中免不了需要进行IP地址规划和分配，这个时候需要我们熟练掌握IP地址计算，网络地址、子网、主机地址计算、拆分和合并等等。IP地址规划和计算是一名合格网络工程师的必备技能。

1、掩码计算

网络掩码就是结构为网络号全部是1，主机号全部是0的IP地址。如果把32位IP地址拆分为M+H，M表示网络位，H表示主机位，M位全部为1，H位全部为0即为网络掩码。IPv4地址表示采用的4段点分十进制形式，每一段是8位，这8位中M和H位可取值如下：

总共是32位，拆分4段，如果是25位掩码地址，网络位25%8等于3模1，说明前三段全部为1，第4段1个网络位，根据上表可以推算网络掩码为：255.255.2555.128。

反之也可以根据掩码计算网络位。假设掩码为255.255.252.0计算网络位。根据上表可以得出M网络位为8+8+6=22位。

2、可用主机地址计算

可用主机地址计算一般分两种：可用主机地址数量和可用主机范围。可用主机地址数量只需要记住一个公式，2ⁿ-2，其中n=H，即n为主机位数值。可用主机地址范围只需要明白这个为什么减2，减的就是网络地址和广播地址，这两个地址是每个网络段的特殊地址，有着特殊用途，这两个地址分别是网段的第一个地址和最后一个地址，及主机位全0表示网段地址，主机位全1表示网段广播地址。

举例：114.124.128.0/17和114.124.128.0/25这两段的可用地址范围及数量。

子网 114.124.128.0/17 114.124.128.0/25

网络位数 17 15

主机位数 25 7

网络地址 114.124.128.0 114.124.128.0

广播地址 114.124.255.255 114.124.128.127

可用主机数 32766 126

可用主机地址范围

114.124.128.1-114.124.255.254 114.124.128.1-114.124.128.126

如上示例，网络地址一样，网络位不一样，可用的主机数和可用地址范围就不一样，只需要计算出广播地址，我们就可以轻松写出可用主机地址范围。

3、网关的选择

网关是什么？网关实质上是一个网络通向其他网络的IP地址。很多人认为网关地址是第一个可用主机地址，其实这是不对的，网关地址可以是可用主机地址范围中的任意一个。只不过我们日常家用路由器尝尝用网段的第一个地址作为网关，所以造成了这种认知。只要通过这个地址可以将网络数据包正确的转发到其他网络它就可以作为网关。为了规划地址分配和管理，一般建议使用网段的第一个或者最后一个IP地址作为网关。如果是在静态分配IP地址的局域网中，个人建议使用最后一个IP地址作为网关，因为总有人网络不通的时候随意修改个人IP地址，而1往往是他们尝试的开始。（为了防止网关IP地址冲突，好的习惯是在网关设备上配置IP-MAC地址绑定）

4、子网划分

子网划分是指将1个A/B/C地址划分成多个网段。子网划分最重要的就是根据拆分后网段所需IP地址数量或者掩码来拆分主机位，将主机位一部分移做网络位。举例：将192.168.100.0/24网段划分为可以满足100人、60人、60人办公的三个子网。

5、超网合并

超网合并是指将多个A/B/C地址合并成1个网段。根据当前的网络计算主机位和网络位，将可以合并的网络位移做主机位。举例，将192.168.1.0/24，192.168.3.0/24，192.168.4.0/24三个C类地址合并为一个网段。

6、互联地址规划

网络工程师除了规划用于局域网或者系统的网络，还需要规划分配网络设备（交换机、路由器、防火墙等等）的IP地址，用于网络设备的管理和互联互通。互联地址一般情况下主要分两类：两台设备之间的直接互联和冗余协议互联。关于互联地址规划个人经验建议几点：

尽量节省地址资源

统一分配规则

单设备互联使用/30掩码段地址互联

冗余协议（HSRP，VRRP）互联使用/29掩码地址段互联

建议上联设备使用小地址，下联设备使用大地址

平级设备互联设备ID小的使用小地址，大ID使用大地址

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