将一个121.1.0.0/22的网络，划分成4个相同大小的子网，每个网络中包含多少IP地址，每个网段的网络地址、子网掩码、起始IP地址、结束IP地址分别是什么？
将121.1.0.0/22的网络划分为4个相同大小的子网，每个子网可用主机IP数为：
每个子网的网络地址、子网掩码、起始IP地址、结束IP地址如下：
答案来自GPT：
将121.1.0.0/22的网络划分成4个相同大小的子网，需要将原来的22位网络位中的2位借用给子网位，即将子网掩码变为255.255.252.0，即/22变为/24。
每个子网中包含的IP地址数为2^8-2=254个（减去网络地址和广播地址）。
四个子网的网络地址、子网掩码、起始IP地址、结束IP地址分别为：
IP地址和子网掩码是一一对应关系,可以通过子网掩码数26计算得出子网掩码为255.255.255.192
IP地址：202.106.1.0
子网掩码：11111111 11111111 11111111 11000000
255 255 255 192=2^7+ 2 ^6
可以将问题改为：如何将一个121.1.0.0/22的网络划分成4个相同大小的子网？每个子网中包含多少IP地址？每个子网的网络地址、子网掩码、起始IP地址和结束IP地址是什么？
答案：
121.1.0.0/22的二进制形式是：01111001.00000001.00000000.00 000000（/22表示前22位为网络位，后10位为主机位）
将主机位的10位分成2组，每组5位，用一个2的5次方减去2得到可用IP地址数量，可得到每个子网的可用IP地址数量为30。
计算新子网掩码
由于现在需要4个子网，则可以将原来22位的网络位中，借出2位来作为子网位，这样就可以得到新的子网掩码，为255.255.255.192，即11111111.11111111.11111111.11000000。
将原IP地址的子网掩码和新的子网掩码进行“与”运算，可以得到新网络的网络地址，现在只需要确定每个子网的网络地址即可。将原来的22位网络位里，后面的2位划分成4组，每组为2位。每组为1、2、3、4的组，可以得到四个子网的最后两位为00、01、10、11。将这些二进制数转换为十进制后，即可得到每个子网的网络地址：
121.1.0.0 子网1
121.1.0.64 子网2
121.1.0.128 子网3
121.1.0.192 子网4
以子网1作为示例，网络地址为121.1.0.0，子网掩码为255.255.255.192，起始IP地址为121.1.0.1，结束IP地址为121.1.0.62。
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
public class SubnetCalculator {
public static void main(String[] args) {
// 121.1.0.0/22网络
String ip = "121.1.0.0";
int prefixLength = 22;
int numSubnets = 4;
// 将IP地址转换为二进制字符串
String binaryIp = toBinaryString(ip);
// 计算新子网掩码
String binarySubnetMask = calculateSubnetMask(prefixLength + log2(numSubnets));
// 打印新子网掩码
String subnetMask = toDecimalString(binarySubnetMask);
System.out.println("新的子网掩码为：" + subnetMask);
// 计算每个子网的网络地址
List<String> subnetAddresses = calculateSubnetAddresses(binaryIp, binarySubnetMask, numSubnets);
// 打印每个子网的详细信息
for (int i = 0; i < subnetAddresses.size(); i++) {
String subnetAddress = subnetAddresses.get(i);
System.out.println("子网" + (i + 1) + "的网络地址为：" + toDecimalString(subnetAddress));
System.out.println("子网" + (i + 1) + "的子网掩码为：" + subnetMask);
System.out.println("子网" + (i + 1) + "的起始IP地址为：" + toDecimalString(subnetAddress.substring(0, 30) + "01"));
System.out.println("子网" + (i + 1) + "的结束IP地址为：" + toDecimalString(subnetAddress.substring(0, 30) + "10") + "\n");
}
}
/**
* 将IP地址转换为二进制字符串.
*/
private static String toBinaryString(String ip) {
String[] octets = ip.split("\\.");
StringBuilder binaryIp = new StringBuilder();
for (String octet : octets) {
String binaryOctet = Integer.toBinaryString(Integer.parseInt(octet));
// 如果长度不足8位，添加前导0
while (binaryOctet.length() < 8) {
binaryOctet = "0" + binaryOctet;
}
binaryIp.append(binaryOctet);
}
return binaryIp.toString();
}
/**
* 计算新子网掩码.
*/
private static String calculateSubnetMask(int subnetPrefixLength) {
StringBuilder binarySubnetMask = new StringBuilder();
for (int i = 0; i < 32; i++) {
if (i < subnetPrefixLength) {
binarySubnetMask.append("1");
} else {
binarySubnetMask.append("0");
}
}
return binarySubnetMask.toString();
}
/**
* 计算每个子网的网络地址.
*/
private static List<String> calculateSubnetAddresses(String binaryIp, String binarySubnetMask, int numSubnets) {
List<String> subnetAddresses = new ArrayList<>();
String modifiedBinaryIp = binaryIp.substring(0, binarySubnetMask.length());
// 对于每个子网，改变最后两位的值
int newPrefixLength = binarySubnetMask.length() - 2;
int subnetPrefixLength = newPrefixLength + log2(numSubnets);
String subnetMask = calculateSubnetMask(subnetPrefixLength);
String subnetAddressPrefix = modifiedBinaryIp.substring(0, newPrefixLength);
for (int i = 0; i < numSubnets; i++) {
String subnetBinarySuffix = Integer.toBinaryString(i);
while (subnetBinarySuffix.length() < 2) {
subnetBinarySuffix = "0" + subnetBinarySuffix;
}
String subnetBinaryAddress = subnetAddressPrefix + subnetBinarySuffix + "00000000";
subnetAddresses.add(subnetBinaryAddress);
}
return subnetAddresses;
}
/**
* 将二进制字符串转换为十进制格式.
*/
private static String toDecimalString(String binaryString) {
StringBuilder decimalString = new StringBuilder();
int numOctets = 4;
int octetLength = binaryString.length() / numOctets;
for (int i = 0; i < numOctets; i++) {
String binaryOctet = binaryString.substring(i * octetLength, (i + 1) * octetLength);
int decimalOctet = Integer.parseInt(binaryOctet, 2);
decimalString.append(decimalOctet);
if (i != numOctets - 1) {
decimalString.append(".");
}
}
return decimalString.toString();
}
/**
* 计算以2为底的对数.
*/
private static int log2(int num) {
return (int) (Math.log(num) / Math.log(2));
}
}