第 1 週 · Day 3：IP 位址與子網路遮罩

本日主題：網路的門牌系統——IP 與子網路遮罩預計時間：2 小時對應主教材：第 2.2 節

一、今日學習目標

[ ] 理解 IP 位址的結構
[ ] 理解子網路遮罩如何切分「網路 vs 主機」
[ ] 會計算可用主機數、網路位址、廣播位址
[ ] 認得特殊位址 127.0.0.1 與 169.254.x.x
[ ] 能計算 /16、/25、/26 等不同遮罩的網段

二、教材內容

2.1 IP 位址是什麼？

IP 位址是網路上每台裝置的「門牌號碼」。最常見的 IPv4 由 4 個 0~255 的數字組成，中間用點隔開：

192.168.1.10

每一段（0~255）佔 8 個位元（bit），4 段共 32 位元。

IP 位址的二進位表示

要真正理解子網路，需要了解 IP 的二進位表示：

十進位：   192    .    168    .     1     .    10
二進位：  11000000 . 10101000 . 00000001 . 00001010
          ├─8bit─┤  ├─8bit─┤  ├─8bit─┤  ├─8bit─┤
                        共 32 位元

十進位 → 二進位速查表（常用值）：

十進位	二進位	說明
0	00000000	全 0
128	10000000	只有最高位是 1
192	11000000	前 2 位是 1
224	11100000	前 3 位是 1
240	11110000	前 4 位是 1
248	11111000	前 5 位是 1
252	11111100	前 6 位是 1
254	11111110	前 7 位是 1
255	11111111	全 1

這張表在計算子網路遮罩時會非常好用，建議背下來。

IPv4 的五個類別（Class A~E）

歷史上 IP 被分成五類，面試偶爾會考：

┌──────────┬──────────────────┬─────────────────────┐
│  Class   │  IP 範圍          │  預設遮罩 / 用途      │
├──────────┼──────────────────┼─────────────────────┤
│  A       │  1.0.0.0~126.x   │  /8  大型組織        │
│  B       │  128.0.0.0~191.x │  /16 中型組織        │
│  C       │  192.0.0.0~223.x │  /24 小型組織        │
│  D       │  224.x.x.x       │  多播（Multicast）    │
│  E       │  240.x.x.x       │  保留（實驗用）       │
└──────────┴──────────────────┴─────────────────────┘

💡 面試加分小知識：現在實務上已經不用「有類別」的分法了，改用 CIDR（無類別區域間路由），也就是 /24、/16 這種寫法。但面試官有時會考「Class A/B/C」的概念。

2.2 子網路遮罩：決定「社區」和「門牌」

光有 IP 還不夠，要搭配子網路遮罩才知道哪一段代表「網路（社區）」、哪一段代表「主機（門牌）」。

IP:        192.168.1 . 10
遮罩:      255.255.255 . 0        ← 也可寫成 /24
            ↑網路部分↑    ↑主機↑

遮罩中是 255 的位置 → 屬於網路部分（同一個社區都一樣）。
遮罩中是 0 的位置 → 屬於主機部分（每台不同）。
/24 的意思 = 前 24 個位元（前 3 段）是網路部分。

用二進位理解遮罩

遮罩 255.255.255.0 的二進位：
11111111.11111111.11111111.00000000
├───── 網路部分（24個1）─────┤├主機┤

遮罩 255.255.255.128 (/25) 的二進位：
11111111.11111111.11111111.10000000
├───── 網路部分（25個1）──────┤├主┤

關鍵概念：遮罩的 1 代表「網路」、0 代表「主機」。1 一定是連續的，不會出現 11101111 這種情況。

2.3 計算可用主機數

主機部分有幾個位元，就能有 2^位元數 個位址，但要 減 2：

/24 → 主機部分 8 位元 → 2^8 = 256 → 可用 256 - 2 = 254 台

為什麼減 2？ - 第一個位址（如 192.168.1.0）= 網路位址，代表整個網段，不給設備用。 - 最後一個位址（如 192.168.1.255）= 廣播位址，一次對全網段廣播用，不給設備用。

┌──────────────────────────────────────────────┐
│         /24 網段的位址分配                      │
├──────────────────────────────────────────────┤
│  192.168.1.0     ← 網路位址（不可用）          │
│  192.168.1.1     ← 第一個可用（通常給閘道）     │
│  192.168.1.2     ← 可用                       │
│  ...                                         │
│  192.168.1.254   ← 最後一個可用               │
│  192.168.1.255   ← 廣播位址（不可用）          │
├──────────────────────────────────────────────┤
│  可用主機：254 台                              │
└──────────────────────────────────────────────┘

2.4 不同遮罩的計算範例

範例 1：`192.168.10.0/24`

項目	答案
子網路遮罩	`255.255.255.0`
網路位址	`192.168.10.0`
可用範圍	`192.168.10.1 ~ 192.168.10.254`
廣播位址	`192.168.10.255`
可用主機數	254

範例 2：`172.16.0.0/16`

/16 → 主機部分 16 位元 → 2^16 = 65536 → 可用 65534 台

項目	答案
子網路遮罩	`255.255.0.0`
網路位址	`172.16.0.0`
可用範圍	`172.16.0.1 ~ 172.16.255.254`
廣播位址	`172.16.255.255`
可用主機數	65534

範例 3：`192.168.5.0/25`

/25 → 主機部分 7 位元 → 2^7 = 128 → 可用 126 台
遮罩 = 255.255.255.128

項目	答案
子網路遮罩	`255.255.255.128`
網路位址	`192.168.5.0`
可用範圍	`192.168.5.1 ~ 192.168.5.126`
廣播位址	`192.168.5.127`
可用主機數	126

注意：/25 把第四段切成兩半。192.168.5.0/25 是前半段（0~127），192.168.5.128/25 是後半段（128~255）。

範例 4：`10.0.0.0/26`

/26 → 主機部分 6 位元 → 2^6 = 64 → 可用 62 台
遮罩 = 255.255.255.192

項目	答案
子網路遮罩	`255.255.255.192`
網路位址	`10.0.0.0`
可用範圍	`10.0.0.1 ~ 10.0.0.62`
廣播位址	`10.0.0.63`
可用主機數	62

常用遮罩速查表（務必熟記）

CIDR	遮罩	主機位元	可用主機數	常見用途
/8	255.0.0.0	24	16,777,214	超大企業內網
/16	255.255.0.0	16	65,534	大型企業
/24	255.255.255.0	8	254	最常見，一般部門/VLAN
/25	255.255.255.128	7	126	中型子網
/26	255.255.255.192	6	62	小型子網
/27	255.255.255.224	5	30	伺服器區
/28	255.255.255.240	4	14	小型伺服器區
/30	255.255.255.252	2	2	點對點鏈路
/32	255.255.255.255	0	1	單一主機（loopback）

2.5 必認的特殊位址

位址	意義	看到它代表
`127.0.0.1`	本機回送（loopback）	測「自己這台」TCP/IP 正不正常
`169.254.x.x`	APIPA 自動私有位址	沒跟 DHCP 拿到 IP（DHCP 出問題）
`0.0.0.0`	預設路由 / 所有介面	在路由表中代表「任何目的地」
`255.255.255.255`	限定廣播位址	對區網所有設備廣播

169.254 是面試與實務的高頻訊號：一看到，先懷疑 DHCP / 網路線 / 交換器。

⚠️ 常見誤解

誤解 1：「/24 就是指第四段可以用 1~254」→ 只有當第四段從 0 開始時才對。如果是 192.168.1.128/25，可用範圍是 129~254。
誤解 2：「遮罩越大，可用主機越多」→ 剛好相反！CIDR 數字越大（如 /26 > /24），網路部分越多、主機部分越少，可用主機越少。
誤解 3：「127.0.0.1 ping 不通就是網路有問題」→ 如果 127.0.0.1 不通，是本機 TCP/IP 堆疊有問題，跟外部網路無關。

💡 面試加分小知識

CIDR 全名：Classless Inter-Domain Routing（無類別區域間路由），取代了早期的 Class A/B/C 分類法。
/30 的妙用：點對點鏈路（例如兩台路由器之間）只需要 2 個 IP，所以用 /30（可用 2 台）剛剛好，不浪費位址。
子網切割的實務思維：公司網路管理員會根據部門人數來決定遮罩大小。例如一個 30 人的部門，用 /26（62 台）就夠了，留一些空間給未來擴充。

2.6 實務應用：如何規劃公司網段

假設你是 TAMECO 的 IT 工程師，要幫公司規劃網段：

┌──────────────────────────────────────────────┐
│        TAMECO 網段規劃範例                     │
├──────────────────────────────────────────────┤
│                                              │
│  10.10.10.0/24  → 辦公室（約 50 人）          │
│  10.10.20.0/24  → 維修廠房（約 80 台設備）     │
│  10.10.30.0/26  → 伺服器區（約 20 台）         │
│  10.10.40.0/25  → 訪客 Wi-Fi（隔離）          │
│  10.10.50.0/28  → 管理網段（網路設備管理）      │
│                                              │
│  為什麼用 10.x.x.x？                          │
│  → 因為大公司設備多，需要 /8 的私有 IP 空間      │
│                                              │
└──────────────────────────────────────────────┘

三、今日練習

Q1. /24 等於哪個遮罩？可用主機幾台？

Q2. 網段 10.0.5.0/24 的廣播位址是？可用範圍是？

Q3. 同事電腦的 IP 是 169.254.13.7，你第一個會懷疑什麼？

Q4. 網段 192.168.1.0/25 的可用主機數、網路位址、廣播位址、可用範圍分別是？

Q5. 公司有一個 40 人的部門，你會建議使用哪個 CIDR 遮罩？為什麼？

Q6. 請計算 172.16.10.64/26 的網路位址、廣播位址、可用範圍。

參考解答

**A1.** `/24` = `255.255.255.0`，可用主機 254 台。 **解題過程**：`/24` 表示前 24 位元是網路部分，剩下 32-24=8 位元是主機部分。遮罩的前 24 位元全為 1 → `11111111.11111111.11111111.00000000` → `255.255.255.0`。主機部分 8 位元 → 2^8 = 256 個位址，減去網路位址和廣播位址各 1 個 → 256-2 = 254 台。 **A2.** 廣播位址 = `10.0.5.255`；可用範圍 = `10.0.5.1 ~ 10.0.5.254`。 **解題過程**：`/24` 的網路部分是前三段，主機部分是第四段。網路位址 = 主機部分全 0 → `10.0.5.0`。廣播位址 = 主機部分全 1 → 第四段 = 255 → `10.0.5.255`。可用範圍 = 網路位址+1 到廣播位址-1 → `10.0.5.1 ~ 10.0.5.254`。 **A3.** 沒拿到 DHCP 分配的 IP（APIPA）。先檢查網路線、交換器埠、DHCP 伺服器是否正常。 **詳細說明**：`169.254.x.x` 是 Windows 系統在無法從 DHCP 伺服器取得 IP 時自動指派的 APIPA（Automatic Private IP Addressing）位址。排查步驟：①檢查網路線是否鬆脫或損壞；②檢查連接的交換器埠燈號是否正常；③嘗試 `ipconfig /release` 然後 `ipconfig /renew` 重新取得 IP；④如果其他電腦也有同樣問題，檢查 DHCP 伺服器是否正常運作。 **A4.** - 可用主機數：126 台（2^7 - 2 = 126） - 網路位址：`192.168.1.0` - 廣播位址：`192.168.1.127` - 可用範圍：`192.168.1.1 ~ 192.168.1.126` **解題過程**：`/25` 表示前 25 位元是網路部分，剩下 7 位元是主機部分。遮罩第四段的二進位 = `10000000` = 128，所以遮罩是 `255.255.255.128`。主機部分 7 位元 → 2^7 = 128 個位址。這個網段的範圍是 `192.168.1.0 ~ 192.168.1.127`（128 個位址）。可用 = 128-2 = 126 台。 **A5.** 建議使用 `/26`（可用 62 台）。 **解題過程**：40 人需要至少 40 個 IP。`/27` 只有 30 台可用，不夠。`/26` 有 62 台可用，足夠且留有約 50% 的擴充空間。`/25` 有 126 台可用，太多了會浪費。所以 `/26` 是最佳選擇。 **實務考量**：除了人數，還要考慮每人可能有多台設備（筆電+手機+平板）、印表機、IP 電話等。建議預留 50%~100% 的成長空間。 **A6.** - 網路位址：`172.16.10.64` - 廣播位址：`172.16.10.127` - 可用範圍：`172.16.10.65 ~ 172.16.10.126` **解題過程**：`/26` 遮罩 = `255.255.255.192`。每個 /26 網段有 64 個位址。`172.16.10.64` 是第四段第二個 /26 子網的起始（0~63 是第一個、64~127 是第二個、128~191 是第三個、192~255 是第四個）。所以網路位址 = `.64`，廣播位址 = `.127`，可用 = `.65 ~ .126`，共 62 台。

四、今日檢核

[ ] 我懂 IP 的網路部分與主機部分怎麼分
[ ] 我會算 /24 的可用主機數、網路位址、廣播位址
[ ] 我知道 169.254 代表 DHCP 失敗
[ ] 我能計算 /25、/26 等不同遮罩的網段
[ ] 我會看常用遮罩速查表

五、延伸閱讀建議

資源	說明
YouTube: NetworkChuck	英文，用動畫清楚講解子網路計算，有中文字幕
YouTube: 網路基礎教學	搜尋「子網路遮罩」有許多中文教學影片
Subnet Calculator	線上子網路計算工具，可驗證你的計算
IP Address Guide	CIDR 計算工具與教學
YouTube: Professor Messer	CompTIA Network+ 考試準備，IP 章節很詳細（英文）

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第 1 週 · Day 3：IP 位址與子網路遮罩

一、今日學習目標

二、教材內容

2.1 IP 位址是什麼？

IP 位址的二進位表示

IPv4 的五個類別（Class A~E）

2.2 子網路遮罩：決定「社區」和「門牌」

用二進位理解遮罩

2.3 計算可用主機數

2.4 不同遮罩的計算範例

範例 1：`192.168.10.0/24`

範例 2：`172.16.0.0/16`

範例 3：`192.168.5.0/25`

範例 4：`10.0.0.0/26`

常用遮罩速查表（務必熟記）

2.5 必認的特殊位址

⚠️ 常見誤解

💡 面試加分小知識

2.6 實務應用：如何規劃公司網段

三、今日練習

四、今日檢核

五、延伸閱讀建議

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2.1 IP 位址是什麼？

IP 位址的二進位表示

IPv4 的五個類別（Class A~E）

2.2 子網路遮罩：決定「社區」和「門牌」

用二進位理解遮罩

2.3 計算可用主機數

2.4 不同遮罩的計算範例

範例 1：192.168.10.0/24

範例 2：172.16.0.0/16

範例 3：192.168.5.0/25

範例 4：10.0.0.0/26

常用遮罩速查表（務必熟記）

2.5 必認的特殊位址

⚠️ 常見誤解

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範例 2：`172.16.0.0/16`

範例 3：`192.168.5.0/25`

範例 4：`10.0.0.0/26`