网络部分与主机部分

每个 IPv4 地址在逻辑上都分为网络部分和主机部分。网络部分标识设备所属的网络；主机部分标识该网络中的具体设备。

这就像邮政地址：城市和街道名称用于定位街区，而门牌号用于确定其中的一户人家。

我们如何知道网络部分在哪里结束、主机部分从哪里开始？这由子网掩码告诉我们。掩码同样是 32 位：值为 1 的位标记网络部分，值为 0 的位标记主机部分。

一个常见的掩码是 255.255.255.0，其中前面三个八位组（全部为 1）属于网络部分，最后一个八位组（全部为 0）属于主机部分。

设备利用这种划分来判断目标是本地目标还是远程目标。如果两个设备的网络部分相同，它们就可以直接通信。如果网络部分不同，流量就必须经由默认网关通过路由器转发。

这个判断会不断发生，是互联网路由工作方式的基础。

请考虑 192.168.1.10 和 192.168.1.50，这两个地址都使用掩码 255.255.255.0。它们的网络部分都是 192.168.1。由于两者相同，这两个主机位于同一网络中，可以不经过路由器直接通信。

不同之处只有最后一个八位组（10 和 50），它就是用于标识每台具体设备的主机部分。

现在比较使用相同掩码的 192.168.1.10 和 192.168.2.10。第三个八位组不同，因此网络部分（192.168.1 和 192.168.2）也不相同。

这些主机位于不同网络中。要交换数据，它们的流量必须经过连接这两个网络的路由器。

网络地址是所有主机位都为 0 的地址。对于 192.168.1.0/24，网络地址是 192.168.1.0。它用于表示网络本身，永远不会分配给设备。

路由器在路由表中使用网络地址，以一条记录表示整组主机。

广播地址是所有主机位都为 1 的地址。对于 192.168.1.0/24，广播地址是 192.168.1.255。发送到该地址的数据包会同时到达网络中的每台主机。

与网络地址一样，广播地址不能分配给单个设备，因此每个网络都会保留两个地址。

网络地址和广播地址之间的地址就是可用主机地址。对于 192.168.1.0/24，主机可以使用 192.168.1.1 到 192.168.1.254。

总共 256 个地址减去网络地址和广播地址后，还剩 254 个可用地址。任何子网的第一个和最后一个地址始终不能分配给主机。

更改掩码会移动边界。网络部分越大（1 位越多），主机数量就越少；主机部分越大（0 位越多），主机数量就越多。

• 掩码 255.0.0.0：第一个八位组属于网络，后三个属于主机——适用于超大型网络。
• 掩码 255.255.255.0：前三个八位组属于网络——适用于中小型网络。

您将在子网划分课程中计算准确的主机数量。

设备会在其 IP 地址与掩码之间执行按位 AND 运算，从而找到自己的网络地址。掩码位为 1 的位置，IP 位会直接保留；掩码位为 0 的位置，结果就是 0。

每台主机和路由器内部都会默默执行这一过程，它是判断目标位于本地还是远程的基础机制。

地址和掩码共同定义一个网络。只有当两个设备的掩码网络部分相匹配时，它们才能直接通信。否则就需要路由器。

理解这种划分是学习子网划分的关键。在子网划分中，您可以通过调整掩码，有意地改变网络大小。现在掌握这一点，之后学习子网划分就不会那么令人畏惧了。

应用网络和主机的概念。

您已经将地址划分为两个不同的部分。

• IPv4 地址包含网络部分和主机部分。
• 子网掩码（1 表示网络，0 表示主机）标记了两者之间的边界。
• 网络部分相匹配时可以直接通信；否则就需要路由器。
• 每个网络都会保留一个网络地址（所有主机位为 0）和一个广播地址（所有主机位为 1）。
• 对 IP 和掩码执行按位 AND 运算，可以得出网络地址。