UGC NET CS 2016 年 8 月 – II |问题 14

这是一道网络方面的问题，要求考生对于 IP 地址以及子网掩码的概念、计算和用途等方面有一定的了解。

IP 地址与子网掩码

IP 地址是 Internet Protocol（互联网协议）的缩写，它是用来唯一标识一个计算机在局域网或互联网中的地址。IP 地址一般由 32 位二进制数组成，通常用点分十进制的表示法来书写。

子网掩码是一种用来确定 IP 地址网络部分和主机部分的方法，它也是由 32 位二进制数组成，它的主要作用是用来判断本网络和其他网络之间的关系，做出相应的路由决策。

如何计算子网掩码

计算子网掩码的公式如下：

子网掩码 = 掩码位数上的连续 1 的二进制值
        = 11111111 11111111 11111111 00000000（24 位掩码）

根据上述公式，当我们拥有一个 IP 地址，以及需要的子网掩码位数时，就可以计算出子网掩码了。

例如：

假设我们有一个 IP 地址 192.168.1.1，需要将其拆分为两个子网，每个子网最多可容纳 100 个主机。那么我们可以先将子网掩码设置为 255.255.255.0（24 位掩码），然后再根据需要分配的子网数和每个子网所能容纳的主机数计算新的子网掩码。

分类计算公式如下：

子网最大主机数 = (2^h)-2
子网掩码位数 = 32 - (h + 3)

其中，h 表示可用于主机编号的位数。

按照题目要求，我们需要将一个子网最多容纳 100 个主机，那么可以计算出需要的 h 值为 7，以及新的子网掩码位数为 26。最终可得到两个子网的子网掩码分别为 255.255.255.192 和 255.255.255.192。

IP 地址转换

在实际的网络中，我们常常需要将 IP 地址从点分十进制的格式转换为二进制的格式，并对其进行一些计算。例如，为了实现网络中的子网划分和路由控制等功能，我们需要将 IP 地址进行二进制的操作，例如按位与（&）和按位或（|）等。

下面是一个 32 位的二进制 IP 地址 11000000.10101000.00000001.00000001 的示例，可以用代码来实现其转换：

ip_address = "192.168.1.1"

# 将 IP 地址转换为二进制
binary_ip = ""
for octet in ip_address.split("."):
    binary_octet = bin(int(octet))[2:].zfill(8)
    binary_ip += binary_octet
    
print(binary_ip)

输出：

11000000101010000000000100000001

结论

对于想要从事网络方面的工作的程序员来说，掌握 IP 地址和子网掩码的概念和计算方法，以及二进制和进制转换等基础知识是必不可少的。通过以上介绍和示例，相信大家已经对这些方面有了一定的了解和认识。