IP 寻址与子网划分

这一课你将能做到

1. 手算任意 /24 到 /30 子网的网络号、广播址、可用主机数
2. 用 VLSM 把一个 C 段按需求切成不浪费的多个子网
3. 配置私有地址并解释 NAT 如何让 30 台设备共享一个公网 IP

为什么要学

子网划分是网络面试的第一道硬菜，也是云上建 VPC、K8s 规划 Service CIDR 的日常。不会算，云控制台里「可用 IP 数量 251」你都读不懂；会算，所有 CIDR 记法一眼见底。这一课用查表法把二进制运算变成套路题。

先建立图像

IPv4 = 32 bit，按 . 分四段，每段 8 bit
192.168.10.66  →  11000000.10101000.00001010.01000010
                  └──── 网络位（相同的部分 = 同一子网）────┘└─主机位─┘
掩码 /24 = 255.255.255.0 → 前 24 位是网络位，后 8 位是主机位
主机位 8 bit → 2^8 = 256 个地址，可用 256-2 = 254（去掉网络号与广播址）

一句话心法：掩码决定切在哪，块大小 = 256 − 掩码末字节。

跟着做

步骤 1：速查表背下来

前缀	掩码	可用主机	典型用途
/24	255.255.255.0	254	部门网段
/25	255.255.255.128	126	半个 C
/26	255.255.255.192	62	小部门
/27	255.255.255.224	30	服务器组
/28	255.255.255.240	14	DMZ
/29	255.255.255.248	6	小簇
/30	255.255.255.252	2	设备互联
/31	255.255.255.254	2（RFC 3021）	点对点专线
/32	255.255.255.255	1	单主机 / 回环

步骤 2：手算一个子网

例：192.168.10.66/26 → 掩码 255.255.255.192，块大小 256−192=64。

• 网络号：64 的倍数中 ≤66 的最大值 = 192.168.10.64
• 广播址：.64 + 63 = .127
• 可用范围：.65–.126，共 62 个

用工具验证：

python3 -c "import ipaddress;print(ipaddress.ip_network('192.168.10.66/26', strict=False))"
# 192.168.10.64/26

步骤 3：VLSM 实战——一个 C 段切五块

需求：A 部门 100 台、B 部门 50 台、服务器 20 台、两条点对点互联。从大往小切，起始地址对齐自己的块大小：

192.168.10.0/25   →  A 部门（可用 126）
192.168.10.128/26 →  B 部门（可用 62）
192.168.10.192/27 →  服务器（可用 30）
192.168.10.224/30 →  互联 1（可用 2）
192.168.10.228/30 →  互联 2（可用 2）