子网及子网掩码

⼦⽹划分及⼦⽹掩码计算⽅法⼀、⼦⽹掩码的概述及作⽤1. 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。

2. 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。

3. 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。

4. 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。

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：255.0.0.0B类⽹络缺省⼦⽹掩码：255.255.0.0C类⽹络缺省⼦⽹掩码：255.255.255.02）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。

子网划分和子网掩码的计算在计算机网络中，子网划分和子网掩码是非常重要的概念。

子网划分是将一个网络划分为多个更小的子网，而子网掩码则用于指示IP地址中哪些位是网络地址，哪些是主机地址。

本文将详细介绍子网划分和子网掩码的计算方法。

一、子网划分子网划分是将一个网络划分为多个更小的子网。

它可以帮助我们更好地管理网络资源和提高网络效率。

在划分子网之前，我们首先需要确定以下几个参数：1. 原网络地址：假设我们有一个网络地址为192.168.0.0的网络。

2. 子网掩码：子网掩码用于指示IP地址中哪些位是网络地址，哪些是主机地址。

常见的子网掩码有255.255.255.0和255.255.0.0等。

3. 所需子网数量：根据实际需求确定需要划分的子网数量。

根据上述参数，我们可以开始计算子网划分。

以下是子网划分的步骤：步骤1：确定所需子网数量根据实际需求确定需要划分的子网数量，假设我们需要划分4个子网。

步骤2：确定所需子网的主机数量根据实际需求确定每个子网所需的主机数量。

假设我们需要每个子网支持100个主机。

步骤3：确定所需子网的子网掩码根据所需子网的主机数量确定子网掩码。

假设每个子网需要支持100个主机，根据主机数量找到最接近的2的幂次方，并将其减1，得到子网掩码的主机位数。

在本例中，需要7位主机位来支持100个主机。

将子网掩码的主机位数转换为子网掩码的十进制形式，得到子网掩码为255.255.255.128。

步骤4：子网地址的计算根据子网掩码将原网络地址划分成多个子网。

每个子网的第一个可用地址是子网地址，最后一个可用地址是广播地址，其余是主机地址。

以192.168.0.0网络为例，子网掩码为255.255.255.128，我们可以进行如下子网划分：子网1：子网地址192.168.0.0，广播地址192.168.0.127，主机地址范围192.168.0.1 - 192.168.0.126。

子网2：子网地址192.168.0.128，广播地址192.168.0.255，主机地址范围192.168.0.129 - 192.168.0.254。

四、子网及子网掩码两级IP地址的缺点：•IP地址空间的利用率低。

•给每一个物理网络分配一个网络号会使路由表变得太大因而使网络性能变坏。

在IP地址中增加一个subnet-id字段，将原来的主机号分为子网号和主机号两部分，使两级的IP地址变成为三级的IP地址。

这叫作划分子网。

划分子网是一个单位内部的事情。

单位对外仍然表现为没有划分子网的网络。

可以将最后8位--原来的主机号，拿出两位用来表示子网，则可以产生两个子网（01和10，因为00代表网络，11代表广播，它们丌能用来表示具体的网络），每个子网可包含62个主机（000001～111110，000000代表网络，111111代表广播被保留）。

这时，子网掩码就发生了变化：不是255.255.255.0(11111111 11111111 11111111 00000000)，而是255.255.255.192(1111111111111111 11111111 11000000)。

子网数不需要-2了，需要加上相应的配置命令，例如CISCO路由器加上ip subnet zero命令就可以全部使用了如C类子网：采用子网联网技术之后，虽然在一定程度上缓解了地址空间总容量受限这个问题，但又引发了新问题：即使得每个子网的主机数相等也难以有效地满足实际的需要，而且还引起了新的IP地址的浪费。

VLSM技术正是针对这个问题的行之有效的解决方案。

2. VLSMVLSM是一种产生丌同大小子网的网络分配机制，VLSM用直观的方法在IP地址后面加上“／网络及子网编码位数”来表示。

如192.168.123.0/26利用VLSM技术，可以多次划分子网，即分完子网后，继续根据需要划分子网。

例如，某单位有4个部门，需建立4个子网，其中部门1有50台主机，部门2有25台主机，部门3、4则只有10台主机，有一个内部C类地址：192.168.1.0 •首先，我们找到最大的网络，即部门1，需要50台主机。

子网掩码换算和子网的划分详解一、子网掩码的换算：在一个网络里面的子网掩码换算，就以网络中有多少台主机数为例来计算。

比如说一B类IP地址为172.16.0.0的网络划分成若干子网，要求每个子网内有主机数为500台，则该子网掩码的计算方法基本步骤如下：第一步，首先将子网中要求容纳的主机数“500”转换成二进制，得到100000100。

第二步，计算出该二进制的位数为10位，即n =10。

第三步，将255.255.255.255先化成二进制11111111.11111111.11111111.11111111从后向前10位全部置“0”,得到二进制数“11111111.11111111.11111100.00000000”，转换成十进制后即为255.255.252.0，这就是该要划分成主机数为500的B类IP地址 192.168.0.0的子网掩码。

二、子网的划分：经过在工作中的实践，对子网划分的步骤进行了归纳，可体现在如下两步几步：第一步，将要划分的子网数目转换为2的m次方。

如在一个网吧里面要划4个子网，4=22。

如果不是2的多少次方，则取大为原则，（子网个数与占用主机地址位数有如下等式成立：2m≥n。

其中，m表示占用主机地址的位数；n表示划分的子网个数）如要划分子网为6个，则同样要考虑8=23。

第二步，将上一步确定的幂m按高序占用主机地址m位后，转换为十进制。

如m为2表示主机位中有2位被划为“网络标识号”占用，因网络标识号应全为“1”，所以主机号对应的字节段为“11000000”。

转换成十进制后为192，这就最终确定的子网掩码。

就以我们呢常用的C类网为例，则子网掩码为255.255.255.192。

我们就以实际实例举例说明，若我们用的网络号为192.168.1，则该C类网内的主机IP地址就是192.168.1.1～192.168.1.254，现将网络划分为4个子网。

按如上步骤操作：4=22，则表示要占用主机地址的2个高序位，即为11000000，可以确定该4个子网的子网掩码都为255.255.255.192。

⼦⽹划分与⼦⽹掩码1. ⼦⽹划分⼀个拥有许多物理⽹络的单位，可将所属的物理⽹络划分为若⼲个⼦⽹（subne）。

这个单位对外仍然表现为⼀个⽹络.划分⼦⽹的⽅法是从⽹络的主机号借⽤若⼲位作为⼦⽹号（subnet-id）,于是两级IP地址在本单位内部就变为三级IP地址：⽹络号、⼦⽹号和主机号。

标记法如下：IP地址::={<⽹络号>，<⼦⽹号>，<主机号>}其他⽹络发送给本单位某台主机的IP数据报，仍然是根据IP数据报的⽬的⽹络号找到连接在本单位⽹络上的路由器。

但此路由器在收到IP数据报后，再按⽬的⽹络号和⼦⽹号找到⽬的⼦⽹，把IP数据报交付⽬的主机。

下⾯⽤例⼦说明划分⼦⽹的概念。

图4-18表⽰某单位⽹络地址是145.13.0.0（⽹络号是145.13）。

凡⽬的地址为145.13.x.x的数据报都被送到该单位的路由器R1。

对上述⽹络以8位⽹络号进⾏⼦⽹划分。

所划分的三个⼦⽹分别是：145.13.3.0，145.13.7.0和145.13.21.0。

在划分⼦⽹后，整个⽹络对外部仍表现为⼀个⽹络，其⽹络地址仍为145.13.0.0。

但⽹络145.13.0.0上的路由器R1在收到外来的数据报后，再根据数据报的⽬的地址把它转发到相应的⼦⽹。

总之，当没有划分⼦⽹时，IP地址是两级结构。

划分⼦⽹后IP地址变成了三级结构划分⼦⽹只是把IP地址的主机号这部分进⾏再划分，⽽不改变IP地址原来的⽹络号。

2. ⼦⽹掩码假定有⼀个数据报（其⽬的地址是145.13.3.10）已经到达了路由器R1。

那么这个路由器如何把它转发到⼦⽹145.13.3.0呢？图 a 是IP地址为145.13.3.10的主机本来的两级P地址结构。

图 b 是这个两级IP地址的⼦⽹掩码。

图 c 是同⼀地址的三级IP地址结构，请注意，现在⼦⽹号为3的⽹络的⽹络地址是145.13.3.0图 d 是三级IP地址的⼦⽹掩码，它也是32位，由⼀串24个1和跟随的⼀串8个0组成。

⼦⽹（Subnet）与⼦⽹掩码的简要概念 ⼀个IP（v4）地址如：210.52.207.2，是⼀个4字节（共32bit）的数字，被分为4段，每段8位，段与段之间⽤‘.’分隔。

每段所能表⽰的⼗进制数最⼤不超过255。

IP地址由两部分组成，即⽹络号（Network ID）和主机号（Host ID）。

⽹络号标识的是Internet上的⼀个⼦⽹，⽽主机号标识的是⼦⽹中的某台主机。

⽹际地址分解成两个域后，带来了⼀个重要的优点：IP数据包从⽹际上的⼀个⽹络到达另⼀个⽹络时，选择路径可以基于⽹络⽽不是主机。

在⼤型的⽹际中，这⼀点优势特别明显，因为路由表中只存储⽹络信息⽽不是主机信息，这样可以⼤⼤简化路由表。

IP地址根据⽹络号和主机号的数量⽽分为A、B、C三类： A类IP地址：1.0.0.0-126.255.255.255⽤7位（bit）来标识⽹络号，24位标识主机号，最前⾯⼀位为"0"，即A类地址的第⼀段取值介于1～126之间。

A类地址通常为⼤型⽹络⽽提供，全世界总共只有126个只可能的A类⽹络，每个A类⽹络最多可以连接16777214台主机。

B类IP地址：128.0.0.0-191.255.255.255⽤14位来标识⽹络号，16位标识主机号，前⾯两位是"10"。

B类地址的第⼀段取值介于128～191之间，第⼀段和第⼆段合在⼀起表⽰⽹络号。

B类地址适⽤于中等规模的⽹络，全世界⼤约有16000个B类⽹络，每个B类⽹络最多可以连接65534台主机。

C类IP地址：192.0.0.0-223.255.255.255⽤21位来标识⽹络号，8位标识主机号，前⾯三位是"110"。

C类地址的第⼀段取值介于192～223之间，第⼀段、第⼆段、第三段合在⼀起表⽰⽹络号。

最后⼀段标识⽹络上的主机号。

C类地址适⽤于校园⽹等⼩型⽹络，每个C类⽹络最多可以有254台主机。

⼦⽹与⼦⽹掩码的介绍⼀、什么是⼦⽹IP地址由两部分组成，即⽹络号（Network ID）和主机号（Host ID）。

⽹络号标识的是Internet上的⼀个⼦⽹，⽽主机号标识的是⼦⽹中的某台主机。

⼦⽹就是基于某⼀类地址划分出来的更⼩的⽹络。

⼆、为什么要划分⼦⽹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126个，每个A类⽹络可能有16777214台主机，它们处于同⼀⼴播域（⼴播域就是指⽹络中所有能接收到同样⼴播消息的设备的集合）。

显然，同⼀⼴播域⾥⾯有这么多节点是不可能的，那么这样将会有很多IP地址没有分配出去⽽造成浪费。

这就可以把基于某类的⼀个⼤的IP ⽹络划分成更⼩的⼦⽹。

就⽐如把我们的房间划分成了很多间，因为⼀个很⼤很⼤的房⼦就放⼀张床那是很浪费的，划分为很多间房⼦之后，我们就可以住进去很多⼈，这样既节约了空间，⼜给了每个⼈隐私，每个⼈打扫⾃⼰的房间，也便于管理。

三、什么是⼦⽹掩码⼦⽹掩码就是划分⼦⽹的⼀个标志，通过⼦⽹掩码可以判断是否是在同⼀个⽹络⾥⾯。

⼦⽹掩码不能单独存在，它必须结合IP地址⼀起使⽤。

⼦⽹掩码只有⼀个作⽤，就是将某个IP地址划分成⽹络地址和主机地址两部分。

⼦⽹掩码的设定必须遵循⼀定的规则。

与IP地址相同，⼦⽹掩码的长度也是32位，左边是⽹络位，⽤⼆进制数字“1”表⽰；右边是主机位，⽤⼆进制数字“0”表⽰。

⽐如⼦⽹掩码是255.255.255.0，转换成⼆进制就为11111111.11111111.11111111.00000000 “1”有24个，那么⼆进制的IP地址从左往右的24位就为⽹络号，相同⽹络号则为同⼀⽹段。

“0”有8个，则代表⼆进制的IP地址从右往左的8位为主机号，则这个⽹段⾥⾯最多共有256-2=254个主机，因为要减去⽹关和⼴播地址。

四、⼦⽹掩码与⼦⽹的关系IP地址通过与⼦⽹掩码相与⽐较⽹络地址是否⼀致可以判断出是否属于同⼀⼦⽹，⽽⼦⽹则需要⼦⽹掩码来划分⼦⽹，标识⽹络地址和主机号。

为了提高IP地址的使用效率，引入了子网的概念。

将一个网络划分为子网：采用借位的方式，从主机位最高位开始借位变为新的子网位，所剩余的部分则仍为主机位。

这使得IP地址的结构分为三级地址结构：网络位、子网位和主机位。

这种层次结构便于IP地址分配和管理。

它的使用关键在于选择合适的层次结构--如何既能适应各种现实的物理网络规模，又能充分地利用IP地址空间（即：从何处分隔子网号和主机号）。

子网掩码的作用简单地来说，掩码用于说明子网域在一个IP地址中的位置。

子网掩码主要用于说明如何进行子网的划分。

掩码是由32位组成的，很像IP地址。

对于三类IP地址来说，有一些自然的或缺省的固定掩码。

如何来确定子网地址如果此时有一个I P地址和子网掩码，就能够确定设备所在的子网。

子网掩码和IP地址一样长，用32bit组成，其中的1表示在IP地址中对应的网络号和子网号对应比特，0表示在IP地址中的主机号对应的比特。

将子网掩码与IP地址逐位相“与”，得全0部分为主机号，前面非0部分为网络号。

要划分子网就需要计算子网掩码和分配相应的主机块，尽管采用二进制计算可以得出结论，但采用十进制计算方法看起来要比二进制方法简单许多，经过一番观察和总结，我终于得出了子网掩码及主机块的十进制算法。

首先要明确一些概念：类范围：IP地址常采用点分十进制表示方法X.Y.Y.Y，在这里X=1--126时称为A类地址;X=128--191时称为B类地址;X=192--223时称为C类地址;如10.202.52.130因为X=10在1--126范围内所以称为A类地址类默认子网掩码：A类为255.0.0.0B类为255.255.0.0C类为255.255.255.0当我们要划分子网用到子网掩码M时，类子网掩码的格式应为A类为255.M.0.0B类为255.255.M.0C类为255.255.255.MM是相应的子网掩码如：255.255.255.240十进制计算基数：256，等一下我们所有的十进制计算都要用256来进行。

子网和掩码划分规则快速划分子网的方法1、子网划分与掩码计算不管是A类还是B类还是C类网络，在不划分子网的情况下，有两个IP地址不可用：网络号和广播地址。

比如在一个没有划分子网的C 类大网中用202.203.34.0来表示网络号，用202.203.34.255来表示广播地址，因为C类大网的IP地址有256个，现在减去这两个IP 地址，那么可用的IP地址就只剩下256-2=254个了。

那么，如果把一个C类大网划分为4个子网，会增加多少个不可用的IP地址？可以这样想：在C类大网不划分子网时，有两个IP地址不可用；现在将C类大网划分为4个子网，那么每个子网中都有2个IP地址不可用，所以4个子网中就有8个IP地址不可用，用8个IP地址减去没划分子网时的那两个不可用的IP地址，得到结果为6个。

所以在将C类大网划分为4个子网后，将会多出6个不可用的IP地址。

可见，子网划分越多，地址浪费越多。

32位的IP地址分为两部分，即网络号和主机号，分别把它们叫做IP 地址的“网间网部分”和“本地部分”。

子网编址技术将“本地部分”进一步划分为“物理网络”部分和“主机”两部分，其中“物理网络”部分用于标识同一IP网络地址下的不同物理网络，常称为“掩码位”、“子网掩码号”，或者“子网掩码ID”，不同子网就是依据这个掩码ID来识别的。

按IP协议的子网标准规定，每一个使用子网的网点都选择一个32位的位模式，若位模式中的某位置1，则对应IP地址中的某位为网络地址（包括网络部分和子网掩码号）中的一位；若位模式中的某位置0，则对应IP地址中的某位为主机地址中的一位。

2、子网掩码的计算子网掩码与IP地址结合使用，可以区分出一个网络地址的网络号和主机号。

例如，有一个C类地址为：192.9.200.13，按其IP地址类型，它的缺省子网掩码为：255.255.255.0，则它的网络号和主机号可按如下方法得到：(1) 将IP地址192.9.200.13转换为二进制11000000 00001001 11001000 00001101(2) 将子网掩码255.255.255.0转换为二进制11111111 11111111 11111111 00000000(3) 将以上两个二进制数逻辑进行与（AND）运算，得出的结果即为网络部分。

子网划分及子网掩码实验一、【实验目的】1.掌握子网划分的方法和子网掩码的设置2.熟悉 ARP 命令的使用： arp [-d], [-a]3.根据实际的网络需求设计合理的子网划分方案4.了解网关的作用二、【实验内容及步骤】实验 11 ）设置两台主机的 IP 地址与子网掩码：PC0: 10.1.2.1 255.255.254.0PC1: 10.1.3.1 255.255.254.0设置两台PC机的IP与子网掩码后：2 ）两台主机均不设置缺省网关。

3 ）用 arp -d 命令清除两台主机上的 ARP 表，然后在PC0 与PC1 上分别用 ping 命令与对方通信，观察并记录结果，并分析原因。

使用arp –d分别为两台PC机清除缓存后：使用ping命令实现通信：结果：PC0与PC1可以相互通信。

4 ）在两台 PC 上分别执行 arp -a 命令，观察并记录结果。

（1）pc1（2）pc0结果：分别在两台机上可以显示与之相连通过的IP地址，有记录。

原因：两台pc机是在同一子网，可以实现互相通信。

实验 21 ）将将两台PC的子网掩码改为： 255.255.255.0 ，其他设置保持不变。

操作后：2 ）在两台 PC 上分别执行 arp -d 命令清除两台主机上的 ARP 表。

在PC0 与PC1 上分别用 ping 命令与对方通信，观察并记录结果，并分析原因。

3 ）在两台 PC 上分别执行 arp -a 命令，观察并记录结果。

执行arp-a命令后：结果：两台PC机间不可以互相通信原因：两台PC机不在同一个子网内。

实验 3现有一公司，共有5个部门，部门1共有4台主机，部门2共有13台，部门3共有6台主机主机，部门4共有8台主机，部门5共有7台主机，公司申请到的网络是210.35.16.0，请设计具体的子网规划方案。

1）根据公司的部门数和每个部门的计算机数确定具体的子网划分方案，填写下表。

2）用模拟软件 Packet Tracer画出网络拓扑图，并实验验证方案。