子网划分及子网掩码计算
一、子网掩码的概述及作用
一、子网掩码的概述及作用
- 子网掩码是一个应用于TCP/IP网络的32位二进制值，每节8位，必须结合IP地址对应使用。 （常见的 255.255.255.0 等）
- 子网掩码32位都与IP地址32位对应，如果某位是网络地址，则子网掩码为1，否则为0。 (11111111.11111111.11111111.0)
- 子网掩码可以通过与IP地址 “与” 计算，分离出IP地址中的网络地址和主机地址，用于判断该IP地址是在局域网上，还是在广域网上。
- 子网掩码一般用于将网络进一步划分为若干子网，以避免主机过多而拥堵或过少而IP浪费。
二、为什么要使用子网掩码？
- 子网掩码可以分离出IP地址中的网络地址和主机地址，那为什么要分离呢？因为两台计算机要通讯，首先要判断是否处于同一个广播域内，即网络地址是否相同。如果网络地址相同，表明接受方在本网络上，那么可以把数据包直接发送到目标主机，否则就需要路由网关将数据包转发送到目的地。
- 子网掩码可以分离出IP地址中的网络地址和主机地址，那为什么要分离呢？
- 因为两台计算机要通讯，首先要判断是否处于同一个广播域内，即网络地址是否相同。如果网络地址相同，表明接受方在本网络上，那么可以把数据包直接发送到目标主机，否则就需要路由网关将数据包转发送到目的地。
- 比如说我们本机ip与子网掩码计算出一个网络地址为 x.x.x.x
- 另一个ip地址与子网掩码计算出一个网络地址为 y.y.y.y
- 如果 x.x.x.x 与 y.y.y.y 相等，那么这两个主机可以ping通
三、子网掩码的分类
（1）缺省子网掩码：
(未划分子网)
- 子网掩码32位与IP地址32位对应,如果某位是网络地址，则子网掩码为1，否则为0。例如A类IP地址，第一节为网络地址，其余三节为主机地址，故掩码为“11111111.00000000.00000000.00000000”
- A类网络缺省子网掩码：255.0.0.0 B类网络缺省子网掩码：255.255.0.0 C类网络缺省子网掩码：255.255.255.0
（2）自定义子网掩码：
- (用于划分子网)
- 将一个网络划分为若干子网，希望每个子网拥有不同的网络地址或子网地址。因为ＩＰ是有限的，实际上我们是将主机地址分为两个部分：子网网络地址、子网主机地址。形式如下：
- 未做子网划分的ip地址：网络地址＋主机地址 做子网划分后的ip地址：网络地址＋（子网网络地址＋子网主机地址）
四、子网掩码和ip地址的关系
- 子网掩码是用来判断任意两台计算机的IP地址是否属于同一子网络的根据。具体说就是两台计算机各自的IP地址与子网掩码进行“与”运算后，如果得出的结果是相同的，则说明这两台计算机是处于同一个子网络上的，可以进行直接的通讯。
- 例如：设IP地址为192.168.10.2，子网掩码为255.255.255.240，那么子网掩码是怎样来区分网络地址和主机地址的呢。
- 主机地址为：0.0.0.2（将掩码取反，然后与运算）
五、为什么要要划分子网？
- 例如：在A类IP地址中，每个A类网络可能有16，777，214台主机，它们处于同一广播域。在同一广播域中有这么多主机是不可能的，网络会因为广播通信而饱和。另一方面，IP地址资源越来越少。为实现更小的广播域，就需要进一步分成更小的网络。划分子网后，通过使用掩码，把子网隐藏起来，使得从外部看网络没有变化，这就是子网掩码。
六、子网划分简述
- 子网划分是通过借用IP地址中若干位主机地址来充当子网的网络地址，从而将原网络划分为若干子网。
- 划分子网时，随着子网地址借用主机位数的增多，子网的数目随之增加，但每个子网中的可用主机数逐渐减少。
- 如C类地址，原有8位主机位，28-2即254个主机地址，默认子网掩码255.255.255.0。(全0或全1不可用） 借用1位主机位，产生21-2=0个子网，每个子网有27个主机地址； 借用2位主机位，产生22-2=2个子网，每个子网有2^6个主机地址; …… 根据子网ID借用的主机位数，我们可以计算出划分的子网数、掩码、每个子网主机数，列表如下：
C 类IP 地址子网划分
| 借用位数 | 子网掩码 | 子网个数 | 每个子网中主机数 |
|---|---|---|---|
| 1 | 255.255.255.128 | 0 | 2^(8-1) - 2 = 126 |
| 2 | 255.255.255.192 | 2 | 2^(8-2) - 2 = 62 |
| 3 | 255.255.255.224 | 6 | 30 |
| 4 | 255.255.255.240 | 14 | 14 |
| 5 | 255.255.255.248 | 30 | 6 |
| 6 | 255.255.255.252 | 62 | 2 |
| 7 | 255.255.255.254 | 126 | 0 |
B类IP 地址子网划分
| 借用位数 | 子网掩码 | 子网个数 | 每个子网中主机数 |
|---|---|---|---|
| 1 | 255.255.128.0 | 2^(16-1) - 2 = 32768-2=32766 | |
| 2 | 255.255.192.0 | 2 | 2^(16-2) - 2 = 16382 |
| 3 | 255.255.224.0 | 6 | 8190 |
| 4 | 255.255.240.0 | 14 | 4094 |
| 5 | 255.255.248.0 | 30 | 2046 |
| 6 | 255.255.252.0 | 62 | 1022 |
| 7 | 255.255.254.0 | 126 | 510 |
| 8 | 255.255.255.0 | 254 | 254 |
A类IP地址子网划分
| 借用位数 | 子网掩码 | 子网个数 | 每个子网中主机数 |
|---|---|---|---|
| 2 | 255.192.0.0 | 2 | 4194302 |
| 3 | 255.224.0.0 | 6 | 2097150 |
| 4 | 255.240.0.0 | 14 | 1048574 |
| 5 | 255.248.0.0 | 30 | 524286 |
| 6 | 255.252.0.0 | 62 | 262142 |
| 7 | 255.254.0.0 | 126 | 131070 |
| 8 | 255.254.0.0 | 254 | 65534 |
七、子网掩码计算
1、利用子网数来计算
- 在求子网掩码之前必须先搞清楚要划分的子网数目，以及每个子网内的所需主机数目。
- （1) 将子网数目转化为二进制来表示
- （2) 取得该二进制的位数，为 N
- （3) 取得该 IP地址的类子网掩码，将其主机地址部分的的前N位置 1 即得出该IP地址划分子网的子网掩码。
- 如欲将C类IP地址192.168.10.0划分成4个子网： 1) 4=100 2) 该二进制为三位数，N = 3 3) 将A类地址的子网掩码255.255.255.0的主机地址前3位置 1，得到子网掩码255.255.255.224。(具体见下图）
2、利用主机数来计算
- 将主机数目转化为二进制来表示
- 如果主机数小于或等于254（注意去掉保留的两个IP地址），则取得该主机的二进制位数。
- 将该类IP地址的主机地址位数全部置1，然后从后向前的将N位全部置为 0，即为子网掩码值。
- 如欲将B类IP地址192.168.10.0划分成若干子网，每个子网内有主机25台：
- （1) 25=11001
- （2)该二进制为十位数，N = 5
- （3)将该B类地址的子网掩码 255.255.255.0的主机地址全部置 1，得到255.255.255.255，然后再从后向前将后5位置0，即为：11111111.11111111.11111111.11100000，即255.255.252.224。
步骤总结：
- 1.子网数和主机数都可以计算子网掩码
- 2.取得子网/主机的二进制位数
- 3.网络地址置0主机地址置1
- 4.换成十进制