ip/subnet(一个很直观的文章）

hehyqy520

以前讀網路概念時，看到IP/Subnet的教學，我的直覺就是「無趣」，因為一方面自己用不到，二來是幹嘛推算這些無聊的二進位？尤其IP/Subnet表示法，為何不用「*」號等DNS hostname這樣直覺的表示法呢？發明人是否故意要考驗初學者的腦袋轉換速度？因此，我當時僅讀個概念，根本沒把背後所代表的深層知識理解。後來在研究所莊東穎老師教的「系統與網路」課程裏又接觸到它，當時仍用IP暴力AND運算法混過去，直到現在研究Proftpd的Class設定，必須針對連線來源IP的子網路作權限區別，才再次重新拆解這種表示法的概念。假如當時的書本寫得像這樣簡單明瞭，腦袋瓜子就容易吸收了...

在IPv4的協定下，IP位址是由4個8位元組成的數字來表達，如200.1.1.130。一個IP位址分為網路位址(Network Address)+主機位址(Host Address)，依網路位址所佔的位元數不同而分為A/B/C/D級網路。IP數字的0及255是預設的主機及廣播位址無法使用，所以每個數字可用的IP位址變化只有254個(256-2)，這也就是一般C級網段的Gateway IP都預設x.x.x.254的緣故。IPv4的位址因為ABCD型網段的配法而無法完全應用到254四次方那樣多的可用IP值，隨著世界上主機數遞增，IP位址漸漸不夠用了！在IPv6的應用尚未完全普及之時，就得利用切分子網路(Subnet)的方式來有效分配IP位址。
某台網路主機，它的IP及子網路表示法為200.1.1.130/28，從這樣簡短的字句，你該立刻看出什麼呢?
1.子網路的遮罩位址為何?
該數字28是代表遮罩IP位址的網路位址所佔位元數，即：11111111.11111111.11111111.11110000，遮罩位元為1者是讓IP通過(合法)，0者為阻擋，所以從上述的32位元分布，我們得知它的網段型態是屬於C型位址，因此十進位的遮罩位址就是255.255.255.240(只需要求算右邊那四個1)，即 128 + 64 + 32 + 16 = 240
2.可切成幾個子網路?
數字1是讓IP通過，所以只要注意1的位元變化組合(因為後面的0怎麼變化都會被擋住)，(1111)= 2^4 = 16，共有16種變化。
3.每個子網段有幾個IP值?
子網路ip數為 256/16 = 16 (有效IP為14，因為頭尾IP要去除)
4.每個子網路的IP起迄位址?
200.1.1.0-15，200.1.1.16-31，200.1.1.32-48，...，200.1.1.240-255
例如，主機IP為200.1.1.130/28的所在子網路起迄IP為: 130/16 = 8， 16 * 8 = 128，故在 200.1.1.128-143裏頭。
假如上述你都了解的話，讓我們反過來思考，用子網路IP起迄位址，反推出它的IP/Subnet表達格式？例如，我們要讓某C級網段(192.83.184.*)下的IP合法通過，這組子網路該怎麼用IP/Subnet格式表示呢?
首先，第四個IP值不遮封，因此遮罩IP位址的2進位是: 11111111.11111111.11111111.00000000 (255.255.255.0)，其網路位址位元數共24個，因此寫法是: 192.83.184.0/24，依此類推，B級網段就是192.84.0.0/16，全部開放就是: 0.0.0.0/0。所以，從IP位址的二進位表示法的位元分布，就可看出其背後的隱藏資訊，只要您能了解這些概念就可直接看出來，不需再作IP(192.83.184.0)轉二進位的運算.

Snowict

思路清晰，好文章！