摘 要：本文通过对IP地址分析，提出了解决局域网网络地址划分及演算方法，意在解决小型局域网中的IP地址的划分问题。最后通过实例来验证理论的可行性，解决局域网中对不同网段实际的管理配置问题。
关键词：IP地址；局域网；网段；共享
1.引言
随着计算机技术的普及和网络技术的迅猛发展，单纯概念PC机已经不能满足办公、生活和学习的需要，而网络已成为计算机发展的主流，它正以一种新的方式改变着人们的生活。说到网路，IP地址就不能不提，一个网络要使其能够通信，除了最基本的物理连接之外，首要就是分配ip地址，其次才是配通信协议。因为无论是从学习还是使用网络的角度来看，IP地址都是一个十分重要的概念。
地址的概念
互联网是全世界范围内的计算机联为一体而构成的通信网络的总称，它是由无数的小的计算机局域网组成。如此庞大的系统，如何实现有序、通畅、安全、互联，其中IP地址是必不可少的。联在某个网络上的两台计算机之间在相互通信时，在它们所传送的数据包里都会含有某些附加信息，这些附加信息就是发送数据的计算机的地址和接受数据的计算机的地址。IP地址在其中扮演了重要的角色，就好像寄信一样，都要有一个唯一的地址，这样新才不会寄错。互联网是全世界范围的，因此要求IP地址的唯一性。同样局域网也是这样的要求，只有这样才能保证网络的正常运行。根据TCP/IP协议规定，IPv4地址是由32位二进制数组成（IPv6更是多达128位二进制数组成）。
为了便于记忆和操作，将组成计算机的IP地址的32位二进制分成四段，每段8位，中间用小数点隔开，然后将每八位二进制转换成十进制数，例如原始的IP地址：11000000 10101000 00000010 00001010，通过二进制转换十进制的方法得到在计算机上可以看到的IP地址为:192.168.2.10。
地址的分类
互联网是把全世界的无数个局域网连接起来的一个庞大的网间网，每个网络中的计算机通过其自身的IP地址而被唯一标识的，为了更好的管理IP地址，每个网络也有自己的标识符。这与生活中的电话号码很相像，例如010代表的是北京022代表的是天津，在大区号的后面还有小区号的区分，例如代表丰台区、海淀区又有不同数字区分。如果是国际长途还有代表国家的号码等等。而IP地址的划分也基于以上的原理，在TCP/IP协议规定中规定，计算机的IP地址分成两部分，即网络标识和主机标识。同一个物理网络上的所有主机都用同一个网络标识，网络上的一个主机(包括网络上工作站、服务器和路由器等)都有一个主机标识与其对应的IP地址的4个字节划分为2个部分，一部分用以标明具体的网络段，即网络标识；另一部分用以标明具体的节点，即主机标识，也就是说某个网络中的特定的计算机号码。例如，某局域网的IP地址为192.168.10.25，对于这个IP地址，可以把它分成网络标识和主机标识两部分，这样上述的IP地址就可以写成：网络标识：192.168.10.25；主机标识：25；合起来写成：192.168.10.25。
为了进一步划分网络，以区分网络规模的大小，把32位地址信息按规模分成三种不同的划分方式，这三种划分方法分别是A类、B类、C类IP地址。
1.A类IP地址。一个A类IP地址是指，在IP地址的四段号码中，第一段号码为网络号码，剩下的三段号码为本地计算机的号码。A类IP地址就由前8位二进制作为网络地址和后24位二进制作为主机地址，同时规定网络地址的最高位必须是"0"，也就是说A类IP地址中网络的标识长度为7位二进制数，主机标识的长度为24位二进制数，A类网络地址数量最多，理论上可达2的24次方个，用于主机数达1600多万台的大型网络。
2.B类IP地址。B类IP地址是将32位二进制数一分为二，前16位二进制数网络号码标识，剩下的两段号码为本地计算机的号码，同时规定网络地址的最高位必须是"10"。B类IP地址中网络的标识长度为14位，主机标识的长度为16位，B类网络地址适用于中等规模规模的网络，每个网络所能容纳的计算机数为6万多台。
3.C类IP地址。一个C类IP地址是指，在IP地址的四段号码中，前三段号码为网络号码，剩下的一段号码为本地计算机的号码。如果用二进制表示IP地址的话，C类IP地址就由3字节的网络地址和1字节主机地址组成，网络地址的最高位必须是"110"。C类IP地址中网络的标识长度为21位，主机标识的长度为8位，C类网络地址数量较多，适用于小规模的局域网络，每个网络最多只能包含254台计算机。
4.子网掩码的设置
子网编址（subnet addressing）技术，又叫子网寻径（subnet routing），是最广泛使用的IP网络地址复用方式，目前已经标准化，并成为IP地址模式的一部分，即子网掩码。子网掩码是一个32位地址，用于屏蔽IP地址的一部分以区别网络标识和主机标识，并说明该IP地址是在局域网上的所属网段。子网掩码将"本地部分"进一步划分为"物理网络"部分和"主机"两部分，其中"物理网络"部分用于标识同一IP网络地址下的不同物理网络，即子网掩码，不同子网就是依据这个掩码ID来识别的。
按IPv4协议的子网标准规定，每一个使用子网的终端计算机都选择一个32位的子网掩码，若子网掩码中的某位置为1，则对应IP地址中的某位为网络地址（包括网络部分和子网掩码号）中的一位；若子网掩码中的某位置为0，则对应IP地址中的某位为主机地址中的一位。简单的说就是用子网掩码区分网络地址和主机地址，用以划分不同的网段，实现更优化的管理。
根据子网掩码的概念，子网掩码不但能划分网段，实现网段内资源共享，同时还能根据子网掩码的位数决定子网的数目和每个子网的主机数目。在定义子网掩码前，必须弄清楚本来使用的子网数和主机数目。
定义子网掩码的步骤为：
（1）确定哪些组地址可以使用。例如申请到的网络号为"202.75.x.x"，该网络地址为c类IP地址，网络标识为"202.75"，主机标识为"x.x"。
（2）根据现在所需的子网数以及将来可能扩充到的子网数，用终端计算机机的个数来定义子网掩码。比如现在需要6个子网，将来可能需要8个。用第三个字节的前五位确定子网掩码。前五位都置为"1"，即第三个字节为"11111000"。
（3）把对应初始网络的各个位都置为"1"，即前两个字节都置为"1"，第四个字节都置为"0"，则子网掩码的间断二进制形式为："11111111.11111111.11111000.00000000" ，这个数转化为十进制形式为："255.255.248.0"， 这个数为该网络的子网掩码。
设置在局域网中的应用
通过IP和子网掩码划分，能确定网络中的任何两台计算机是否属于同一个网段，在同一个网段中的任何两台计算机间的信息交换就不通过路由器，直接通过交换设备就可以实现，避免了网络设备的无效利用，减轻了路由器的工作负担。如果不属同一网络区间，也就是子网号不同，两个地址的信息交换就要通过路由器进行。下面以一个局域网的实际例子加以说明。
在某院校的机房建设中，交换设备统一放在一个设备间，为便于管理要求4个机房的IP地址统一设为：192.168.1.x，前三位为网络标识号，"x"为主机标识号。每个机房40台计算机，最多不超过60台，每个机房形成一个独立的子网网段，为方便教学，机房之间不能通信。很明显，要求通过IP及子网掩码的设置，使四个机房分别形成四个子网网段，彼此之间不能通信。首先，网络标识已经确定192.168.1，每个机房的IP前三位都应该相同，只留下了最后一位"x"，理论上"x"可以从0-255（有些作为网络地址和广播地址，不能用于IP地址的使用），共有256个IP地址可以设置，也就是说，通过子网掩码的设置将256个IP地址划分成4个子网网段，这样就符合了建设要求。
因机房最多不超过60台计算机，可以将IP地址划分成0-63、64-127、128-191、192-255四个网段。因此子网掩码怎样划分才能保证四段IP不在同一个子网内，成为解决问题的关键。根据前面相"与"的计算原则将子网掩码的最后8位二进制数的前两个最高位设为"11"即11000000，转化成十进制为192，这样四个机房的子网掩码全部为255.255.255.192，这样通过改变IP地址的方式，就能改变计算机所属的子网网段。
6.结束语
ip地址设置方式还有多种形式，由于篇幅所限本文在此仅讨论了IP地址与子网掩码在局域网中设置的相关问题，在实际使用中还应多分析研究，以求最大限度的方便管理和使用。
参考文献：
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[2] 陆廷荣 杨永田，IP网分级寻址模型的研究，哈尔滨工程大学学报,2006
[3]李大友等，网络管理技术，电子工业出版社,2005
[4] 郭晶旭，IP地址分配方法的探究与改进,计算机光盘软件与应用，2010
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