190.168.10.100  ->  11000000.10101000.00001010.01100100
/26 掩码        ->  11111111.11111111.11111111.11000000  (255.255.255.192)
                    |<------  网络前缀 26 位  ------>|<- 主机 6 位 ->|

可用主机数 = 2^(32 - n) - 2

块大小 = 256 - 掩码最后一个非 255 的字节
例：/26 -> 掩码 ...192 -> 256 - 192 = 64

import ipaddress

net = ipaddress.ip_network("192.168.10.0/26", strict=False)

print("网络地址 :", net.network_address)      # 192.168.10.0
print("广播地址 :", net.broadcast_address)    # 192.168.10.63
print("子网掩码 :", net.netmask)              # 255.255.255.192
print("地址总数 :", net.num_addresses)        # 64
print("可用主机 :", net.num_addresses - 2)    # 62

hosts = list(net.hosts())
print("首个可用 :", hosts[0])                 # 192.168.10.1
print("末个可用 :", hosts[-1])                # 192.168.10.62

import ipaddress

parent = ipaddress.ip_network("192.168.10.0/24")

for idx, sub in enumerate(parent.subnets(new_prefix=26)):
    hosts = list(sub.hosts())
    print(f"子网{idx} | {str(sub):<20} | 网关 {hosts[0]:<15} | "
          f"可用数 {len(hosts)} | 广播 {sub.broadcast_address}")

# 子网0 | 192.168.10.0/26      | 网关 192.168.10.1  | 可用数 62 | 广播 192.168.10.63
# 子网1 | 192.168.10.64/26     | 网关 192.168.10.65 | 可用数 62 | 广播 192.168.10.127
# 子网2 | 192.168.10.128/26    | 网关 192.168.10.129| 可用数 62 | 广播 192.168.10.191
# 子网3 | 192.168.10.192/26    | 网关 192.168.10.193| 可用数 62 | 广播 192.168.10.255

import ipaddress

def fit_prefix(need: int, max_prefix: int) -> int:
    """返回能容纳 need 台主机的'最长'前缀（即最省地址的子网）"""
    for prefix in range(32, max_prefix - 1, -1):
        if (1 << (32 - prefix)) - 2 >= need:
            return prefix
    raise ValueError(f"地址池太小，装不下 {need} 台主机")

def vlsm_allocate(pool: str, demands: list):
    net = ipaddress.ip_network(pool)
    # 铁律一：从大到小排序
    demands = sorted(demands, key=lambda x: -x[1])
    cursor = int(net.network_address)

    rows = []
    for name, need in demands:
        prefix = fit_prefix(need, net.prefixlen)
        block = 1 << (32 - prefix)              # 该子网的地址总数
        # 铁律二：起始地址按块大小向上对齐
        start = ((cursor + block - 1) // block) * block
        sub = ipaddress.ip_network((start, prefix))
        cursor = start + block                  # 游标推进

        hosts = list(sub.hosts())
        rows.append((name, need, str(sub), str(hosts[0]),
                     f"{hosts[0]} ~ {hosts[-1]}", len(hosts), block))

    for r in rows:
        print(f"{r[0]:<8} 需求{r[1]:>4}台  网段 {r[2]:<20} 网关 {r[3]:<15} "
              f"范围 {r[4]:<32} 可用 {r[5]:>4} 占用 {r[6]:>4}")

    rest = int(net.broadcast_address) + 1 - cursor
    print(f"\n剩余未分配地址：{rest} 个")
    if rest > 0:
        print(f"可再切 {rest // 4} 条 /30 互联链路")

# 需求不要求按顺序写，脚本内部会排序
vlsm_allocate("192.168.10.0/24", [
    ("管理部", 10),
    ("销售部", 100),
    ("路由互联", 2),
    ("技术部", 50),
    ("财务部", 20),
])

销售部   需求 100台  网段 192.168.10.0/25    网关 192.168.10.1   范围 192.168.10.1 ~ 192.168.10.126   可用  126 占用  128
技术部   需求  50台  网段 192.168.10.128/26  网关 192.168.10.129 范围 192.168.10.129 ~ 192.168.10.190 可用   62 占用   64
财务部   需求  20台  网段 192.168.10.192/27  网关 192.168.10.193 范围 192.168.10.193 ~ 192.168.10.222 可用   30 占用   32
管理部   需求  10台  网段 192.168.10.224/28  网关 192.168.10.225 范围 192.168.10.225 ~ 192.168.10.238 可用   14 占用   16
路由互联 需求   2台  网段 192.168.10.240/30  网关 192.168.10.241 范围 192.168.10.241 ~ 192.168.10.242 可用    2 占用    4

剩余未分配地址：12 个
可再切 3 条 /30 互联链路

import ipaddress

nets = [ipaddress.ip_network(n) for n in [
    "192.168.0.0/24",
    "192.168.1.0/24",
    "192.168.2.0/24",
    "192.168.3.0/24",
]]

for agg in ipaddress.collapse_addresses(nets):
    print(agg)

# 192.168.0.0/22

# 判断两个网段是否为"兄弟网段"（可合并成上一级）
def is_sibling(a, b):
    a, b = ipaddress.ip_network(a), ipaddress.ip_network(b)
    return (a.prefixlen == b.prefixlen
            and a.supernet()[0] == b.supernet()[0])

print(is_sibling("192.168.0.0/24", "192.168.1.0/24"))   # True  -> 可聚合为 /23
print(is_sibling("192.168.0.0/24", "192.168.2.0/24"))   # False -> 不能直接合并

# 三层交换机：每个 VLAN 一个网关地址（均为各子网首个可用地址）
interface Vlanif10
 ip address 192.168.10.1 25          # 销售部 /25，可用 .1 ~ .126
#
interface Vlanif20
 ip address 192.168.10.129 26        # 技术部 /26，可用 .129 ~ .190
#
interface Vlanif30
 ip address 192.168.10.193 27        # 财务部 /27，可用 .193 ~ .222
#
interface Vlanif40
 ip address 192.168.10.225 28        # 管理部 /28，可用 .225 ~ .238
#
# 路由器互联链路：/30 只放两个地址
interface GigabitEthernet0/0/1
 ip address 192.168.10.241 30