网络技术：主机的ip地址，子网编码、子网掩码

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  1. 题目要求我们求出一台主机的网络地址和主机地址，并判断是否存在子网划分。首先需要将IP地址和子网掩码转换为二进制并进行AND运算，得到网络地址。具体步骤如下：
  • 将IP地址和子网掩码转换为二进制，并进行AND运算，得到网络地址。
  • 将主机位全设为1，得到广播地址。
  • 判断是否存在子网划分，即判断子网掩码中1的位数是否大于24位。
  1. 题目要求我们将一个C类IP地址划分为12个不同的子网，每个子网主机数不超过14台。首先需要确定子网掩码的长度，然后根据子网掩码计算出每个子网的网络地址、广播地址和可用主机地址范围。具体步骤如下：
  • 确定子网掩码的长度，即2的几次方可以整除12且不超过28。
  • 根据子网掩码的长度计算出每个子网的网络地址和广播地址。
  • 计算每个子网的可用主机地址数量，并根据需要确定主机地址的分配方式。
  • 最后根据计算结果填写子网掩码。

这两道题涉及的知识点包括IP地址、子网掩码、二进制运算、子网划分、子网掩码的计算等。其中，IP地址是互联网中的基本地址，用于标识网络中的设备；子网掩码用于区分IP地址中的网络地址和主机地址；二进制运算是计算网络地址的基础；子网划分是将一个大的网络划分为多个小的网络，以提高网络资源的利用率；子网掩码的计算是确定网络地址、广播地址和可用主机地址的关键。

首先，我们分别解答这两道题目。

1. 题目一
给定主机的IP地址是 168.114.25.60，子网掩码是 255.255.224.0。

子网掩码 255.255.224.0 对应于二进制 11111111.11111111.11100000.00000000。这意味着前 21 位被用作网络部分，后 11 位被用作主机部分。

  • 网络地址：为了得到网络地址，我们将主机IP地址与子网掩码进行逻辑“与”运算。将IP地址转换为二进制并与子网掩码做“与”操作：

    1
    2
    3
    4
    5
    10101000.01110010.00011001.00111100 (168.114.25.60)
    AND
    11111111.11111111.11100000.00000000 (255.255.224.0 的二进制)
    -----------------------------------
    10101000.01110000.00000000.00000000 (网络地址的二进制)

    转换回十进制得到网络地址为 168.112.0.0。

  • 主机地址：由于子网掩码中最后11位表示主机部分，因此主机地址是IP地址除去网络地址的部分，即 168.114.25.60 - 168.112.0.0 = 0.0.25.60。但这并不是通常意义上的主机地址，因为在实际应用中主机地址不包含网络地址部分，这里只是指出主机ID部分为 .25.60。

子网划分：由于子网掩码不是标准的C类地址（即非255.255.255.0），说明确实进行了子网划分，划分子网的具体数目和每个子网的主机数可以根据掩码长度得出。

  • 子网编址位数：子网掩码从左向右数，第一个出现连续0的位置前面的比特数即为子网位数，这里是21位，所以有3位用于子网编址。

  • 子网数量：由于3位用于子网划分，2^3 = 8，理论上可以创建8个子网（但由于网络和广播地址不能分配给主机，所以实际上可用子网数会少于8个）。

  • 每个子网主机数：剩余的11位用于主机编码，但去掉全0子网和全1子网作为网络地址和广播地址，有效主机数为 (2^{11} - 2 = 2046)，不过这里的子网掩码只影响了最后一段，而题目并未明确要求计算每个子网的实际主机数，故具体到每个子网，实际可分配主机数取决于所选的子网号。

2. 题目二
给定的C类IP地址是 211.98.246.0，需划分为12个子网，每个子网主机数不超过14台。

由于C类地址默认的子网掩码是 255.255.255.0，对应8位主机位。要划分出12个子网，我们需要借用主机位的一部分作为子网位。

  • 所需子网位数：按照2^n >= 12的要求，至少需要4位子网位（因为2^3 < 12 < 2^4）。

  • 新的子网掩码：原C类掩码基础上增加4位，变为 255.255.255.192，对应的二进制是 11111111.11111111.11111111.11000000，即 /20。

接下来，我们可以逐一分配这12个子网及其范围：

  • 子网1：网络地址 211.98.246.0，开始地址 211.98.246.1，结束地址 211.98.246.126，广播地址 211.98.246.127。

  • 子网2：网络地址 211.98.246.128，开始地址 211.98.246.129，结束地址 211.98.246.254，广播地址 211.98.246.255。

依此类推，每次网络地址增加192（即 11000000 二进制），直到分配完所有12个子网。每个子网的有效主机数是 (2^{8-4-1} = 16) 台（减去全0和全1的主机地址）。

相关知识点讲解：

  1. IP地址：Internet Protocol Address，是由32位二进制数组成，通常被分为4个八位组，用点分十进制表示，例如 168.114.25.60。

  2. 子网掩码：用于区分IP地址中网络部分和主机部分，相同的网络部分表示处于同一子网内的设备，而主机部分则是网络内唯一标识主机的。子网掩码中值为1的位对应IP地址中的网络部分，值为0的位对应主机部分。

  3. 子网划分：通过借用主机位的一部分作为子网位，可以在原有IP地址的基础上进一步细分网络，以适应更多层次的网络组织结构需求。

  4. 网络地址：通过IP地址和子网掩码按位与操作得到的结果，标识了一个特定子网。

  5. 主机地址：IP地址中除去网络地址部分剩下的部分，用于唯一标识子网内的主机。

  6. 广播地址：在一个子网中，主机发送给所有主机的消息使用的特殊地址，通常是将子网内主机位全置1后的IP地址。

  7. CIDR表示法：Classless Inter-Domain Routing，无类别域间路由，采用斜线记法，如 /24 表示前24位为网络位，后8位为主机位。

以上解释基于题目的描述，但请注意，在实际计算时，尤其是第二个问题中，需要正确计算每个子网的起止地址和广播地址，这里给出的仅是示意性的解析，真实情况需要对每个子网进行详细计算。

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