在计算机网络中，IP地址与子网掩码的结合是确定网络范围、主机数量以及子网划分的重要工具。本文将基于给定的IP地址 10.100.18.18 和子网掩码 255.240.0.0，详细分析该IP所在的网络信息。
一、IP地址与子网掩码的基本概念
- IP地址：用于唯一标识网络中的设备，通常采用IPv4格式，由32位二进制数表示，分为四个字节，用点分十进制表示。
- 子网掩码（Subnet Mask）：用于区分IP地址中的网络部分和主机部分。它同样是一个32位的二进制数，通常以点分十进制形式表示。
二、IP地址与子网掩码转换为二进制
为了更直观地理解网络结构，我们首先将IP地址和子网掩码转换为二进制形式：
- IP地址：10.100.18.18
- 转换为二进制：
- 10 → `00001010`
- 100 → `01100100`
- 18 → `00010010`
- 18 → `00010010`
- 合并为：`00001010 01100100 00010010 00010010`
- 子网掩码：255.240.0.0
- 转换为二进制：
- 255 → `11111111`
- 240 → `11110000`
- 0 → `00000000`
- 0 → `00000000`
- 合并为：`11111111 11110000 00000000 00000000`
三、确定网络地址与广播地址
通过将IP地址与子网掩码进行“按位与”运算，可以得到该IP所属的网络地址；而将网络地址的主机位全部置为1，则可得到广播地址。
1. 网络地址计算
将IP地址 `10.100.18.18` 与子网掩码 `255.240.0.0` 进行按位与操作：
```
IP: 00001010 01100100 00010010 00010010
Mask: 11111111 11110000 00000000 00000000
AND:00001010 01100000 00000000 00000000
```
转换为十进制后为：10.96.0.0
2. 广播地址计算
将网络地址的主机位全部设为1：
```
Network: 10.96.0.0
Host bits: 16位（因为子网掩码前20位为网络位）
```
所以，广播地址为：10.111.255.255
四、可用主机数量
子网掩码为 `255.240.0.0`，即前20位为网络位，剩余12位为主机位。
- 可用主机数 = $ 2^{12} - 2 = 4096 - 2 = 4094 $
注意：减去2是因为网络地址和广播地址不能分配给主机使用。
五、子网划分情况
由于子网掩码为 `255.240.0.0`，其对应的CIDR表示为 `/20`，意味着该IP地址属于一个包含 4096 个IP地址的子网，其中 4094 个可用于主机。
六、总结
| 项目 | 内容 |
|------|------|
| IP地址 | 10.100.18.18 |
| 子网掩码 | 255.240.0.0 |
| 网络地址 | 10.96.0.0 |
| 广播地址 | 10.111.255.255 |
| 可用主机数 | 4094 |
| CIDR表示 | /20 |
通过以上分析可以看出，IP地址 `10.100.18.18` 属于一个较大的子网，适用于需要较多主机的网络环境。了解这些信息有助于合理规划网络结构，提升网络性能与安全性。
