子网掩码怎么理解？

本人在2006年就考得软件水平与资格证书中的网络工程师，上午下午均以高分通过，学好子网划分并不难，多动脑多学习多分析，希望以下知识能让您和网络爱好者学到点滴

一、关键知识点

IP地址：32位数字（二进制数字个数），常写为点分十进制格式，是计算机的逻辑地址，也就是主机地址；

网络：一批主机通过网线和网络设备连接在一起的统一管理的主机；

网络号：即网络地址，表示一个网络，不允许分配给主机，网络号中32位数字中的主机地址全是二进制的“0”；

广播地址：主机部分全是1的IP地址，用于编址网络中的所有主机，不允许分配给主机;

子网：一个网络的再划分；

子网号：也称为子网地址，是一个32位数字，通常写成点分十进制格式，代表子网中的所有主机，也不允许分配给一台主机；

子网划分：将网络细分成更小的子网的过程；

网络掩码：一个32位数字，常写为点分十进制格式，计算机使用掩码来计算给定IP地址的网络号（即对地址和掩码进行“与”运算），掩码决定了地址中的主机号位数。

掩 码：包括缺省掩码、子网掩码

缺省掩码：包括三种 （1）、缺省A类掩码，为255.0.0.0；（2）缺省B类掩码，为255.255.0.0；（3）、缺省C类掩码，为255.255.255.0

子网掩码：子网划分时所用的非缺省掩码。

网络部分或网络字段：用于描述IP地址第一部分的术语，对于A、B、C类网来说网络部分分别为8位、16位、24位

主机部分或子网字段：用于描述IP地址是后一部分的术语，当不使用子网划分时，对于A类、B类与C类网来说主机部分分别是24位、16位、8位。

子网部分或子网字段：用于描述IP地址中间部门的术语，子网部分的大小是变化的，完全取决于子网的划分方法，

二、为什么要子网划分

1、Internet组织机构定义了五种IP地址，有A、B、C三类地址。A类网络有（1.0.0.0—127.255.255.255）126个，前8位数字中最高位固定为0，后7位可以分配，每个A类网络可能有（256*256*256-2）16777214台主机，它们处于同一广播域。而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，结果造成16777214个地址大部分没有分配出去，网络管理结果可想而知是灾难性的。B类网络：128.0.0.0-191.255.255.255，因为IP地址最高两位固定为10，后14位参与分配网络个数。C类网络：192.0.0.0-223.255.255.255，IP地最高三固定为110，后21位参怀分配网络个数。D类：1 1 1 0多目地址；E类：1 1 1 1 0留待后用 其中多目地址（multicast address）是比广播地址稍弱的多点传送地址，用于支持多目传输技术。E类地址用于将来的扩展之用。

2、IP地址一共32位，如果按照标准分配和管理网络，很明显IP地址在全球应该中明显是不够的，为了节约IP地址资源，出现了保留的IP地址，即不允许出现在公网的IP，即：A类 10.0.0.0–10.255.255.255；B类 172.16.0.0–172.31.255.255；

C类 192.168.0.0–192.168.255.255，这样一来节约大量的公有IP资源，但随着IP地址用户的迅速发展，借用主机地址做网络地址来增加网络个数，以适应网络发展的需要，这就出现了子网划分。

3、识别网络地址、主机地址

将掩码和IP地址按位进行逻辑“与”运算，得到IP地址的网络地址，剩下的部分就是主机地址，从而区分出任意IP地址中的网络地址和主机地址。

子网掩码常用点分十进制表示，我们还可以用CIDR的网络前缀法表示掩码，即“/<网络地址位数>；”。如129.74.0.0/16表示B类网络129.74.0.0的子网掩码为255.255.0.0。

IP识别（针对给定的IP地址和掩码获取网络号和子网号）

掩码告知路由器，IP地址的前多少位是网络地址，后多少位（剩余位）是主机地址，使路由器正确判断任意IP地址是否是本网段的，从而正确地进行路由。

不涉及子网划分；步骤：写出IP地址-判断类别-A类取出前8位，B类取出前16位,C类取出前24位，其他位补0

如:ip 类别 网络号 主机地址

9.1.1.1 A类（255.0.0.0） 9. 9.0.0.0

130.2.1.1 B类（255.255.0.0） 130.2. 130.2.0.0

192.168.1.1 C类（255.255.255.0） 192.168.1 192.168.1.0

2、涉及子网划分：

例如，有两台主机，主机一的IP地址为222.21.160.6，子网掩码为255.255.255.192，主机二的IP地址为222.21.160.73，子网掩码为255.255.255.192。现在主机一要给主机二发送数据，先要判断两个主机是否在同一网段。

主机一

222.21.160.6即：11011110.00010101.10100000.00000110

255.255.255.192即：11111111.11111111.11111111.11000000

按位逻辑与运算结果为：11011110.00010101.10100000.00000000

网络地址十进制形式为：222.21.160.0

主机二

222.21.160.73 即：11011110.00010101.10100000.01001001

255.255.255.192即：11111111.11111111.11111111.11000000

按位逻辑与运算结果为：11011110.00010101.10100000.01000000

网络地址十进制形式为：222.21.160.64

C类地址判断前三位是否相同，即可确定2个IP地址是否在同一网段内，但本例中的222.21.160.6与222.21.160.73不在同一网段，因为这两个C类IP地址已经做了子网划分就不能只判断前三位是否相同就确认这两个IP是否在同一网段。其中222.21.160.6在222.21.160.1-222.21.160.62 段，222.21.160.73在222.21.160.65-222.21.160.126 段，所以不在同一网段 ，如果要通信需要通过路由器转发。

子网划分方法

子网划分是通过借用IP地址的若干位主机位来充当子网地址从而将原网络划分为若干子网而实现的。

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，而每个子网中的可用主机数逐渐减少。以C类网络为例，原有8位主机位，2的8次方即256个主机地址，默认子网掩码255.255.255.0。借用1位主机位，产生2个子网，每个子网有126个主机地址；借用2位主机位，产生4个子网，每个子网有62个主机地址……每个网中，第一个IP地址（即主机部分全部为0的IP）和最后一个IP（即主机部分全部为1的IP）不能分配给主机使用，所以每个子网的可用IP地址数为总IP地址数量减2；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：

① 划分子网数 ② 子网位数 ③子网掩码（二进制） ④ 子网掩码（十进制） ⑤ 每个子网主机数

1-2 ② 1 ③ 11111111.11111111.11111111.10000000 ④ 255.255.255.128 ⑤ 126

3-4 ② 2 ③ 11111111.11111111.11111111.11000000 ④ 255.255.255.192 ⑤ 62

5-8 ② 3 ③ 11111111.11111111.11111111.11100000 ④ 255.255.255.224 ⑤ 30

9-16 ② 4 ③ 11111111.11111111.11111111.11110000 ④ 255.255.255.240 ⑤ 14

17-32 ② 5 ③ 11111111.11111111.11111111.11111000 ④ 255.255.255.248 ⑤ 6

33-64 ② 6 ③ 11111111.11111111.11111111.11111100 ④ 255.255.255.252 ⑤ 2

如上表所示的C类网络中，若子网占用7位主机位时，主机位只剩一位，无论设为0还是1，都意味着主机位是全0或全1。由于主机位全0表示本网络，全1留作广播地址，这时子网实际没有可用主机地址，所以主机位至少应保留2位。

子网划分在实践中的应用

1、需求划分的子网数

2、求出子网数目对应二进制数的位数N及主机数目对应二进制数的位数M。

3、对该IP地址的原子网掩码，将其主机地址部分的前N位置取1或后M位置取0 即得出该IP地址划分子网后的子网掩码。

例如，对B类网络135.41.0.0/16需要划分为20个能容纳200台主机的网络（即：子网）。因为16<20<32，即：2的4次方<20<2的5次方，所以，子网位只须占用5位主机位就可划分成32个子网，可以满足划分成20个子网的要求。B类网络的默认子网掩码是255.255.0.0，转换为二进制为11111111.11111111.00000000.00000000。现在子网又占用了5位主机位，根据子网掩码的定义，划分子网后的子网掩码应该为11111111.11111111.11111000.00000000，转换为十进制应该为255.255.248.0。现在我们再来看一看每个子网的主机数。子网中可用主机位还有11位，2的11次方=2048，去掉主机位全0和全1的情况，还有2046个主机ID可以分配，而子网能容纳200台主机就能满足需求，按照上述方式划分子网，每个子网能容纳的主机数目远大于需求的主机数目，造成了IP地址资源的浪费。为了更有效地利用资源，我们也可以根据子网所需主机数来划分子网。还以上例来说，128<200<256，即2的7次方<200<2的8次方，也就是说，在B类网络的16位主机位中，保留8位主机位，其它的16－8=8位当成子网位，可以将B类网络135. 41.0.0划分成256（2的8次方）个能容纳256-2=254台（去掉全0全1情况）主机的子网。此时的子网掩码为11111111.11111111.11111111.00000000，转换为十进制为255.255.255.0。

在上例中，我们分别根据子网数和主机数划分了子网，得到了两种不同的结果，都能满足要求，实际上，子网占用5到8位主机位时所得到的子网都能满足上述要求，那么，在实际工作中，应按照什么原则来决定占用几位主机位呢？

根据需要合理划分子网

在划分子网时，不仅要考虑目前需要，还应了解将来需要多少子网和多少主机。对子网掩码使用必须要更多的子网位，可以得到更多的子网，节约了IP地址资源，若将来需要更多子网时，不用再重新分配IP地址，但每个子网的主机数量有限；反之，子网掩码使用较少的子网位，每个子网的主机数量允许有更大的增长，但可用子网数量有限。一般来说，一个网络中的节点数太多，网络会因为广播通信而饱和，所以，网络中的主机数量的增长是有限的，也就是说，在条件允许的情况下，会将更多的主机位用于子网位。

综上所述，子网掩码的设置关系到子网的划分。子网掩码设置的不同，所得到的子网不同，每个子网能容纳的主机数目不同。

划分子网

首先要熟记2的幂：2的0次方到2的10次方的值分别为：1,2,4,8,16,32,64,128,256,512,1024.子网划分重点是借用主机位，借用主机位数越多意味划分越多的子网，但每个子网容纳的主机数量将变少.

子网掩码 （Subnet Masks）用于辨别IP地址中哪部分为网络地址，哪部分为主机地址，由1和0组成，长32位，全为1的位代表网络号.不是所有的网络都需要子网，因此就引入1个概念

Classless Inter-Domain Routing(CIDR)

CIDR叫做无分类域间路由,ISP常用这样的方法给客户分配地址，ISP提供给客户1个块（block size），类似这样：192.168.10.32/28，这排数字告诉你你的子网掩码是多少，/28代表多少位为1，最大/32.但是你必须知道的1点是：不管是A类还是B类还是其他类地址，最大可用的只能为30/，即保留2位给主机位

CIDR值：重点记忆128/9，192/10，224/11，240/12，248/13，252/14

如1.掩码255.0.0.0:/8(A类地址默认掩码）

2.掩码255.128.0.0:/9

3.掩码255.192.0.0:/10

4.掩码255.224.0.0:/11

5.掩码255.240.0.0:/12

6.掩码255.248.0.0:/13

7.掩码255.252.0.0:/14

8.掩码255.254.0.0:/15

实例分析

C类地址例子：网络地址192.168.10.0;子网掩码255.255.255.192(/26）

1.子网数=2的2次方=4

2.主机数=2的6次方-2=62

3.有效子网:256-192=64；所以第一个子网为192.168.10.0，第二个为192.168.10.64，第三个为192.168.10.128，第四个为192.168.10.192。

4.广播地址：下个子网-1.所以第一和第二个子网的广播地址分别是192.168.10.63和192.168.10.127

5.有效主机范围是：第一个子网的主机地址是192.168.10.1到192.168.10.62；第二个是192.168.10.65到192.168.10.126

B类地址例子1:网络地址:172.16.0.0;子网掩码255.255.192.0(/18）

1.子网数=2的2次方=4

2.主机数=2的14次方-2=16382

3.有效子网：256-192=64；所以第一个子网为172.16.0.0，第二个子网为172.16.64.0，第三个子网为172.16.128.0，最后1个为172.16.192.0

4.广播地址：下个子网-1.所以前2个子网的广播地址分别是172.16.63.255和172.16.127.255。

5.有效主机范围是：第一个子网的主机地址是172.16.0.1到172.16.63.254；第二个是172.16.64.1到172.16.127.254

B类地址例子2:网络地址:172.16.0.0;子网掩码255.255.255.224(/27）

1.子网数=2的11次方=2048（因为B类地址默认掩码是255.255.0.0，所以网络位为8+3=11

2.主机数=2的5次方-2=30

3.有效子网:256-224=32；所以第一个子网为172.16.0.0，最后1个为172.16.255.224

4.广播地址：下个子网-1.所以第一个子网和最后1个子网的广播地址分别是172.16.0.31和172.16.255.255

5.有效主机范围是：第一个子网的主机地址是172.16.0.1到172.16.0.30；最后1个是172.16.255.225到172.16.255.254　Variable Length Subnet Masks(VLSM)

长子网掩码

可变长子网掩码(VLSM）的作用：节约IP地址空间；减少路由表大小.使用VLSM时，所采用的路由协议必须能够支持它，这些路由协议包括RIPv2,OSPF,EIGRP和BGP。