与子网掩码配对时的实际 IP 地址数量：与不同子网掩码配对的 IP 地址是否应该被视为不同？答案

【问题标题】：Number of IP-addresses in practice when paired with subnet masks: Should IP-addresses paired with different subnet masks be seen as distinct?与子网掩码配对时的实际 IP 地址数量：与不同子网掩码配对的 IP 地址是否应该被视为不同？
【发布时间】：2016-01-08 15:06:16
【问题描述】：

与子网掩码配对时的实际 IP 地址数量： 与不同子网掩码配对的 IP 地址是否应被视为不同？

我知道 IP 地址表示为 4 个八位字节，即使用 32 位。总共有 2^32 个不同的 IP 地址。

但这些 IP 地址与子网掩码配对。这是否意味着 192.168.0.1/24 和 192.168.0.1/16 实际上是两个不同的 IP 地址？ 如果是这样，为什么不引入更多“层”（更多掩码）来进一步扩展 32 位寻址方案？

有多少个 IP 地址？

【问题讨论】：

关于您的第一个问题，对于 192.168.0.1，我们不能使用 /24，因为这不是一个网络，这是一个 IP 地址，所以我们应该使用 /32。考虑到 192.168.0.0/24 和 192.168.0.0/16，这些是重叠的子网。例如，如果使用直接跳线将 192.168.100.100 掩码 255.255.0.0 分配给机器 A，将 192.168.0.100 掩码 255.255.255.0 分配给机器 B，则机器 A 可以与机器 B 通信，但不能将机器 B 与机器 A 通信。因为机器 B位于 192.168.0.0/24 子网，如果它想与 192.168.100.0/16 通信，它需要一个网关 IP，该网关 IP 应该在 192.168.0.0/24 子网中。
我们有一个名为 IPv6 的 128 位寻址方案，即 2^128。

标签： networking ip subnet

【解决方案1】：

与不同子网掩码配对的 IP 地址是否应被视为不同？

没有。子网掩码不是 IP 地址的限定符或命名空间。网络掩码不参与将 IP 地址与机器关联起来。相反，它们与 (IPv4) 网络的物理和逻辑拓扑相关联，主机需要它们才能适当地参与网络。使用不同的网络掩码不会改变 IP 地址的含义，因此网络掩码不提供扩展地址空间的机制。

这是否意味着 192.168.0.1/24 和 192.168.0.1/16 实际上是两个不同的 IP 地址？

没有。事实上，它们根本不是 IP 地址——它们是（地址、网络掩码）pairs，它们都具有相同的地址部分。在任何给定的网络上，它们指的是同一台机器（如果它们指的是任何机器）。然而，所涉及的 IP 地址在不可路由范围之一中。这些通常用于内部网络，通常在执行网络地址转换 (NAT) 的路由器后面，以便多台机器可以访问网络而无需具有全局唯一地址。然而，这与网络掩码无关。

有多少个 IP 地址？

恰好有 2³²（略少于 50 亿个）不同的 IPv4 地址。并非所有这些都可用作主机地址。使用经过 NAT 访问 Internet 的专用网络会增加可连接的机器总数，但这不会改变不同地址的数量，而且它无论如何都与网络掩码无关。

【讨论】：

这应该是评论，而不是答案。
@manjesh23，我不敢苟同。主要问题，如标题和引文/亮点所示，是“IP 地址与不同的子网掩码配对是否应该被视为不同的？”正如最初发布的那样，这个答案直接回答了这个问题。尽管如此，我还是通过直接回答两个辅助问题来扩展它。
优秀的答案！但是，为什么我们要使用子网掩码呢？我知道他们将网络“划分”为子网，但这为什么很重要？为什么路由器不能仅根据 IP 地址本身进行路由？
John Bollinger，你能推荐一个关于这个主题的好书源吗？
@NicolasLykkeIversen，对于 Stack Overflow 的参考书和教程的请求是题外话。虽然我没有具体的推荐参考，但在谷歌上搜索“ip 网络”会发现一些看起来很有前景的资源在热门搜索中。