子网掩码概念及子网划分规则

子网掩码概念及子网划分规则
一、子网掩码概述
1. 子网掩码的概念
子网掩码是一个32位地址，用于屏蔽IP地址的一部分以区别网络标识和主机标识，并说明该IP地址是在局域网上，还是在远程网上。

2. 确定子网掩码数
用于子网掩码的位数决定于可能的子网数目和每个子网的主机数目。

在定义子网掩码前，必须弄清楚本来使用的子网数和主机数目。

定义子网掩码的步骤为：
A、确定哪些组地址归我们使用。

比如我们申请到的网络号为“ 210.73ab 该网络地址为c类IP地址，网络标识为“210.73,”主机标识为“a.b。

”
B、根据我们现在所需的子网数以及将来可能扩充到的子网数，用宿主机的一些位来定义子网掩码。

比如我们现在需要12个子网，将来可能需要16个。

用第三个字节的前四位确定子网掩码。

前四位都置为“1，即第三个字节为“1100，这个数我们暂且称作新的二进制子网掩码。

C、把对应初始网络的各个位都置为“ 1,”即前两个字节都置为“ 1”第四个字节都置为“ 0，则子网掩码的间断二进制形式为：
“1111.1111.1100.0000 ”
D、把这个数转化为间断十进制形式为：
“ 255.255.240.0 ”
这个数为该网络的子网掩码。

3.IP掩码的标注
A、无子网的标注法
对无子网的IP地址，可写成主机号为0的掩码。

如IP地址210.73.140.5, 掩码为255.255.255.0,也可以缺省掩码，只写IP地址。

B、有子网的标注法
有子网时，一定要二者配对出现。

以C类地址为例。

1.IP地址中的前3个字节表示网络号，后一个字节既表明子网号，又说明主机号，还说明两个IP地址是否属于一个网段。

如果属于同一网络区间，这两个地址间的信息交换就不通过路由器。

如果不属同一网络区间,也就是子网号不同,两个地址的信息交换就要通过路由器进行。

例如：
对于IP地址为210.73.140.5的主机来说，其主机标识为0001，对于IP地址为210.73.140.16的主机来说它的主机标识为000100,以上两个主机标识的前面三位全是000,说明这两个IP地址在同一个网络区域中，这两台主机在交换信息时不需要通过路由器进行10.73.60.1 的主机标识为00001, 210.73.60.252的主机标识为11100,这两个主机标识的前面三位000 与011 不同,说明二者在不同的网络区域,要交换信息需要通过路由器。

其子网上主机号各为 1 和252。

2.掩码的功用是说明有子网和有几个子网,但子网数只能表示为一个范围, 不能确切讲具体几个子网，掩码不说明具体子网号，有子网的掩码格式（对C类地址）。

二、子网掩码的用处之一
便于网络设备尽快地区分本网段地址和非本网段的地址。

主机A与主机B交互信息。

主机A:
IP地址：202.183.58.11
子网掩码：255.255.255.0
路由地址：202.183.58.1
主机B:
IP地址：202.183.56.5
子网掩码：255.255.255.0
路由地址：202.183.56.1
路由器从端口202.183.58.1接收到主机A发往主机B的IP数据报文后，
（ 1 ）首先用端口地址202.183.58.1与子网掩码地址255.255.255.0进行“逻辑与”，得到端口网段地址：202.183.58.0，
（2）然后将目的地址202.183.56.5与子网掩码地址255.255.255.0进行“逻辑与”，得202.183.56.0,
（3）将结果202.183.56.0与端口网段地址202.183.58.0比较，如果相同，则认为是本网段的，不予转发。

如果不相同，则将该IP报文转发到端口
202.183.56.1所对应的网段。

三、子网掩码的用处之二
将子网进一步划分，缩小子网地址空间。

将一个网段划分多个子网段，便于网络管理。

学校校园网信息中心可以将202.183.56.0（C类地址）分配给两个系，每个系约有120
台计算机，则可以将子网掩码地址定义为：255.255.255.128
这样将原来的一个网段分成两个独立的子网段，便于网络管理。

系 1 的地址范围：202.183.56.1—202.183.56.126
子网地址：0111 0xxxx
系 2 的地址范围：202.183.56.129—202.183.56.254
子网地址：0111 1xxxx
四、子网掩码的算法
（一）、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B类IP地址168.195.0.0划分成27个子网：
1） 27=11011
2）该二进制为五位数，N = 5
3）将B类地址的子网掩码255.255.0.0的主机地址前5位置1,得到
255.255.248.0
即为划分成27个子网的B类IP地址168.195.0.0的子网掩码。

（二）、利用主
机数来计算
1）将主机数目转化为二进制来表示
2）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，为N,这里肯定N<8。

如果大于254，则N>8,这就是说主机地址将占据不止8 位。

3）使用255.255.255.255来将该类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（c）类IP地址168.195.0.0划分成若干子网，每个子网内有主机700
台
(17)：
1) 700=101100
2）该二进制为十位数，N = 10
（1001）
3）将该B 类地址的子网掩码255.255.0.0 的主机地址全部置1，得到
255.255.255.255
然后再从后向前将后10 位置0,即为：
1111.1111.11100.0000
即255.255.252.0。

这就是该欲划分成主机为700台的B类IP地址
168.195.0.0 的子网掩码。

五、子网的计算
在思科网络技术学院CCNA教学和考试当中，不少同学在进行IP地址规划时总是很头疼子网和掩码的计算。

现在给大家一个小窍门，可以顺利解决这个问题。

首先，我们看一个CCNA考试中常见的题型：
一个主机的IP地址是
202.112.14.137，掩码是255.255.255.224，要求计算这个主机所在网络的网络地址和广播地址。

常规办法是把这个主机地址和子网掩码都换算成二进制数，两者进行逻辑与运算后即可得到网络地址。

其实大家只要仔细想想，可以得到另一个方法：
255.255.255.224的掩码所容纳的IP地址有256- 224= 32个（包括网络地址和广播地址），那么具有这种掩码的网络地址一定是32的倍数。

而网络地址是子网IP 地址的开始，广播地址是结束，可使用的主机地址在这个范围内，因此略小于137 而又是32 的倍数的只有128，所以得出网络地址是202.112.14.128。

而广播地址就是下一个网络的网络地址减1。

而下一个32 的倍数是160，因此可以得到广播地址为202.112.14.159。

CCNA考试中，还有一种题型，要你根据每个网络的主机数量进行子网地址的规划和计算子网掩码。

这也可按上述原则进行计算。

比如一个子网有10 台主机，那么对于这个子网需要的IP地址是：
10 + 1+ 1 + 1 = 13
加的第一个 1 是指这个网络连接时所需的网关地址，接着的两个 1 分别是指网络地址和广播地址。

因为13小于16（16等于2的4次方），所以主机位为 4 位。

而
256－16= 240
所以该子网掩码为255.255.255.240。

如果一个子网有 1 4台主机，不少同学常犯的错误是：
依然分配具有16个地址空间的子网，而忘记了给网关分配地址。

这样就错误了，因为：
14 + 1 + 1 + 1 = 17
17 大于16，所以我们只能分配具有32个地址（32等于2 的5 次方）空间的子网。

这时子网掩码为：255.255.255.224。

六、子网掩码及其应用（综合）
在TCP/IP协议中，SUBNET MASKS子网掩码）的作用是用来区分网络上的主机是否在同一网络取段内。

在大型网络中，CLASS A勺SUBNET MASK为255.0.0.0, CLASS 的SUBNET MASK为255.255.0.0, CLASS （的SUBNET MASKS 为255.255.255.0。

假如某台主机的SUBNET MASK为IP地址为202.119.115.78,它的SUBNET MASKS为255.255.255.0。

将这两个数据作AND运算后，所得出的值中的非0的BYTE部分即为NETWORK ID。

运算步骤如下：
202.119.115.78的二进制值为：
255.255.255.0的二进制值为:
1111.1111.1111.0000
AND后的结果为：
110010.0111..0000
转为二进制后即为：
202.119.115.0
它就是NETWORK ID在IP地址中剩下的即为HOST ID即为78,这样当有另一台主机的IP地址为202.119.115.83,它的SUBNET MASK也是255.255.255.0,则其NETWORK ID为202.119.115, HOST ID为83,因为这两台主机的NETWORK IDTE 是202.119.115,因此，这两台主机在同一网段内。

但是，在实际应用中，可能会有多个分布与各地的网络，而且，每个网络的主机数量并不很多，如果申请多个NETWORK ID会造成IP资源的浪费，而且很不经济，如果我们在SUBNET MASK上动一下手脚，可以在只申请一个NETWORK ID勺基础上解决这个问题。

比如，我们有三个不同的子网，每个网络的HOST数量各为
20、25和50,下面依次称为甲、乙和丙网,但只申请了一个NETWORK ID 就是
202.119.115。

首先我们把甲和乙网的SUBNET MASK改为
255.255.255.224, 224 的二进制为111000,即它的SUBNET MASK为: 1111.1111.1111.111000
这样，我们把HOST ID的高三位用来分割子网，这三位共有
000、001、
010、011、
110、111 八种组合，除去000（代表本身）和111（代表广播），还有六个组合，也就是可提供六个子网，它们的IP地址分别为：
（前三个字节还是202.119.115）
001001~001110即33~62 为第一个子网
010001~011110即65~94 为第二个子网
011001~01110即97~126 为第三个子网
10001~100110即129~158 为第四个子网
100001~101110即161~190 为第五个子网
110001~110110即193~222 为第六个子网
选用161~190段给甲网，193~222段给乙网，因为各个子网都支持30 台主机，足以应付甲网和乙网20台和25 台的需求。

再来看丙网，由于丙网有50台主机，按上述分割方法无法满足它的IP需求，我们可以将它的SUBNET MASK设为255.255.255.192,由于192的二进制值为11000，按上述方法，它可以划分为两个子网，IP地址为：010001~01110 即65~126 为第一个子网
10001~101110即129~190为第二个子网
这样每个子网有62个IP可用，将65~126分配丙网，多个子网用一个NETWORK ID即告实现
如果将子网掩码设置过大，也就是说子网范围扩大。

那么根据子网寻径规则，很可能发往和本地机不在同一子网内的目的机的数据，会因为错误的相与结果而认为是在同一子网内，那么，数据包将在本子网内循环，直到超时并抛弃。

数据不能正确到达目的机，导致网络传输错误。

如果将子网掩码设置得过小，那么就会将本来属于同一子网内的机器之间的通信当做是跨子网传输，数据包都交给缺省网关处理，这样势必增加缺省网关的负担，造成网络效率下降。

因此，任意设置子
网掩码是不对的，应该根据网络管理部门的规定进行设置。

随着IP 地址资源的日趋枯竭，可供分配的IP 地址越来越少，往往一个拥有几百台计算机规模的网络只能得到区区几个IP 地址，于是，许多人开始采用其他技术来扩展IP 空间。