子网掩码
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。
以下为子网掩码的详细介绍
设定任何网路上的任何设备不管是主机、pc、router等 皆需要设定ipaddress,而跟随著ipaddress的是所谓的子网掩码, 这个子网掩码主要的目的是由ip地址中也能获得子网数 ,也就是说ip地址和子网掩码作与运算而得到.
简单来说：常用的局域网ip段192.168.0.1 --192.168.0.254
人们常常将子网掩码设为：255.255.255.0
为什么这样设置呢？我做一个简单解释，192.168.0.x ，很明显这是一个c类ip段，ip地址的前三个字节是网络号码，最后一个字节是主机数,也就是说这个ip段的网络数是固定的，而主机数最多只能有254台这254台主机，虽然同属于一个ip段，但我们可以通过子网掩码的设置将他们划分为不同的子网.可划分的子网数目可以是1个、2个、4个、8个、16个、32个、64个
当254台主机划分为一个子网时，子网掩码的设置也就是人们通常采用的255.255.255.0 ,怎样判断这254台主机在同一子网内呢？楼主有空可以算一下。用192.168.0.1-192.168.0.254 这254个ip地址分别与255.255.255.0作与运算，看看结果是否相等。
例如：
192.168.0.1 --11000000.10101000.00000000.00000001
255.255.255.0--11111111.11111111.11111111.00000000
--------------------------------------------------------
192.168.0.0 --11000000.10101000.00000000.00000000
所得结果的前三个字节刚好就是c类ip地址的网络号码
再取一个最大的ip地址算一下：
192.168.0.254 --11000000.10101000.00000000.11111110
255.255.255.0 --11111111.11111111.11111111.00000000
------------------------------------------------------------
192.168.0.0 --11000000.10101000.00000000.00000000
所得结果的前三个字节刚好就是c类ip地址的网络号码
这样一来，1-254中间的主机ip不用算，肯定作出来的与运算结果相同。这是采用255.255.255.0子网掩码所划分的一个子网,换言之，255.255.255.0也就是c类地址的默认子网掩码.
我们再来看，接下来我将c类ip段划分为8个子网。如何划分多个子网?首先要熟记2的幂:2的0次方到9次方的值分别为:1,2,4,8,16,32,64,128,256和512.还有要明白的是:子网划分是借助于取走主机位,把这个取走的部分作为子网位.因此这个意味划分越多的子网,主机将越少,由于2的3次方为8，所以我将子网掩码的最后一个字节的前三位用1来表示可以写成255.255.255.224
通过这次的子网掩码设置便将254台主机划分为8个子网，同样，我们做一下与运算验证一下：
运算一：
192.168.0.1 --11000000.10101000.00000000.00000001
255.255.255.224--11111111.11111111.11111111.11100000
---------------------------------------------------------
192.168.0.0 --11000000.10101000.00000000.00000000
运算二:
192.168.0.33 --11000000.10101000.00000000.00100001
255.255.255.224 --11111111.11111111.11111111.11100000
------------------------------------------------------
192.168.0.32 --11000000.10101000.00000000.00100000
很明显，这次的与运算结果与运算一的结果就不相同了。说明这两个ip地址不在同一子网内,
运算三:
192.168.0.65 --11000000.10101000.00000000.01000001
255.255.255.224 --11111111.11111111.11111111.11100000
-----------------------------------------------------
192.168.0.64 --11000000.10101000.00000000.01000000
很明显，这次的与运算结果与运算一、二的结果均不相同。说明这三个ip地址不在同一子网内,以下的5个子网的运算我就不再做下去了。楼主有兴趣的话，自己试着做下吧。
值得注意的是32位二进制全部为0的子网掩码为缺省路由，全部为1的子网掩码为特定主机。
而我所举例的192.168.0.1-192.168.0.254此网段的子网掩码有：
255.255.255.0 11111111.11111111.11111111.00000000 1子网
255.255.255.128 11111111.11111111.11111111.10000000 2子网
255.255.255.192 11111111.11111111.11111111.11000000 4子网
255.255.255.224 11111111.11111111.11111111.11100000 8子网
255.255.255.240 11111111.11111111.11111111.11110000 16子网
255.255.255.248 11111111.11111111.11111111.11111000 32子网
255.255.255.252 11111111.11111111.11111111.11111100 64子网
以上所说子网划分为ipv4下的子网划分。目前可以用于a、b、c三类中所保留的私有地址区域中，下面三个保留区域目前多用于局域网中
a类保留私有地址：10.0.0.0～10.255.255.255
b类保留私有地址：172.16.0.0～172.31.255.255
c类保留私有地址：192.168.0.0～192.168.255.255
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类域间选路( cidr )技术
无类域间选路( cidr )技术有时也被称为超网，它把划分子网的概念向相反的方向作了扩展：通过借用前三个字节的几位可以把多个连续的c类地址集聚在一起。换句话说，就像所有到达某个b类地址的数据都将发给某个路由器一样，所有到达某一块c类地址的数据都将被选路至某个路由器上。
称做无类选路的原因在于它使得路由器可以忽略网络类别( c类)地址，并可以在决定如何转发数据报时向前再多看几位。另外一个与子网划分不同的特点在于，对于外部网络来说，子网掩码是不可见的；而超网路径的使用主要是为了减少路由器上的路由表项数。
换句话来说，就是把c类地址当做b类地址来用，将多个c类地址做为一个块(block)，从而简化路由，路由器可设定为包含地址块的前1 6位，然后把地址块作为有8位超网的一条路由来处理，而不再是为其中包含的每个c类地址处理最多可能2 5 6项路由。因而子网的划分有了变化
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1,28位1也就是：255.255.255.224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
无类域间路由的子网掩码值:
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
9.掩码255.255.0.0:/16(b类地址默认掩码)
10.掩码255.255.128.0:/17
11.掩码255.255.192.0:/18
12.掩码255.255.224.0:/19
13.掩码255.255.240.0:/20
14.掩码255.255.248.0:/21
15.掩码255.255.252.0:/22
16.掩码255.255.254.0:/23
17.掩码255.255.255.0:/24(c类地址默认掩码)
18.掩码255.255.255.128:/25
19.掩码255.255.255.192:/26
20.掩码255.255.255.224:/27
21.掩码255.255.255.240:/28
22.掩码255.255.255.248:/29
23.掩码255.255.255.252:/30
无类域间路由划分子网的几个捷径:
1.你所选择的子网掩码将会产生多少个子网?:2的x次方-2(x代表掩码位,即2进制为1的部分)
2.每个子网能有多少主机?: 2的y次方-2(y代表主机位,即2进制为0的部分)
3.有效子网是?:有效子网号=256-10进制的子网掩码(结果叫做block size或base number)
4.每个子网的广播地址是?:广播地址=下个子网号-1
5.每个子网的有效主机分别是?:忽略子网内全为0和全为1的地址剩下的就是有效主机地址.最后有效1个主机地址=下个子网号-2(即广播地址-1)
根据上述捷径划分子网的具体实例:
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*2-2=2
2.主机数=2的6次方-2=62
3.有效子网?:block size=256-192=64；所以第一个子网为192.168.10.64,第二个为192.168.10.128
4.广播地址:下个子网-1.所以2个子网的广播地址分别是192.168.10.127和192.168.10.191
5.有效主机范围是:第一个子网的主机地址是192.168.10.65到192.168.10.126；第二个是192.168.10.129到192.168.10.190
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*2-2=2
2.主机数=2的14次方-2=16382
3.有效子网?:block size=256-192=64；所以第一个子网为172.16.64.0,最后1个为172.16.128.0
4.广播地址:下个子网-1.所以2个子网的广播地址分别是172.16.127.255和172.16.191.255
5.有效主机范围是:第一个子网的主机地址是172.16.64.1到172.16.127.254；第二个是172.16.128.1到172.16.191.254
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-2=2046(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?:block size=256-224=32；所以第一个子网为172.16.0.32, 最后1个为172.16.255.192
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172.16.0.63和172.16.255.223
5.有效主机范围是:第一个子网的主机地址是172.16.0.33到172.16.0.62；最后1个是172.16.255.193到172.16.255.223
由于b类网络相对缺乏和c类网络相对富余，这种把c类地址捆在一起的方法对于中等规模的机构来说很有用。此外， 无类域间路由还缩短了路由表，这大大增加了选路的效率。但是，虽然无类域间路由增强了网络地址分配的效率，可它却并不能增加ipv4下总的主机数量，因此这只是一种短期解决办法而不是对于ipv4问题的长期解决方案。
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ip子网划分实例
我们先假定一个环境，一个小小的公司中，目前有5个部门A至E，其中：Ａ部门有１０台ＰＣ（Ｈｏｓｔ，主机），Ｂ部门２０台，Ｃ部门３０台，Ｄ部门１５台，Ｅ部门２０台，然后CIO分配了一个总的网段192．１６８．２．０／２４给你，作为ADMIN，你的任务是为每个部门划分单独的网段，你该怎样做呢？
实际上，这就是一个很典型的IP子网划分的问题，其中，１９２．１６８．２．０／２４是一个Ｃ类网段，24是表示子网掩码中１的个数是24个，这是２５５．２５５．２５５．０的另外一种表示方法，每一个255表示一个二进制的8个1，最后一个0表示二进制的8个0，在计算机语言中以二进制表示为11111111 11111111 11111111 00000000，0表示可容纳的主机的个数。要划分子网，必须制定每一个子网的掩码规划，换句话说,就是要确定每一个子网能容纳的最多的主机数，即0的个数，显然，应该以这几个部门中拥有主机数量最多的为准，在本例中，C部门有30台主机，那么我们在操作中可以套用这样一个经典公式：
2N-2=Hosts 2N-2=30 N=5
N代表掩码中0的个数，5个零则意味着二进制掩码为11100000，即十进制的224．加上前面24个1，1 的总数为27个。
该掩码十进制表示为：２５５．２５５．２５５．２２４／２７；
确定掩码规则以后，就要确认每一个子网的具体地址段。
以下让我们从A部门开始，一步一步DIY，其余B—E部门的操作可参照进行。
第一步：确定A部门的网络ID
网络ID，即本部门所在的网段，是由IP地址与掩码作“与运算”的结果。“与运算”是一种逻辑算法，其规则是：1与1为1；0与0 、0与1、1与0的结果均为0。
已知：当前的IP地址192.168.2.0的最后一位是0，二进制表示为00000000；而我们已经算出的掩码255.255.255.224的最后一位是224，二进制表示为11100000。
下面让我们来做一个与运算。要注意，由于掩码的后五位为０，那么IP地址只有前三位参加运算，而后五位仅仅列出，不参加运算。⑴
０ ０ ０ ０ ０ ０ ０ ０
与 １ １ １ ０ ０ ０ ０ ０
０ ０ ０ ０ ０ ０ ０ ０ （十进制：０）
⑵
０ ０ １ ０ ０ ０ ０ ０
与 １ １ １ ０ ０ ０ ０ ０
０ ０ １ ０ ０ ０ ０ ０ （十进制：３２）
．．．．．．．
这样就得到了A部门的网络ID为192.168.2.32/27，依此类推，根据主机数最多为30个的原则，B部门为192.168.2.64/27，C部门为192.168.2.96/27等等。
第二步，确定Ａ部门的地址范围。
细心的朋友可能会发现，如果Ａ部门的网络ＩＤ从３２开始、并且主机数为３０的时候，似乎Ｂ部门的ＩＤ应该是从６２开始才对，为什么Ｂ部门的ＩＤ为６４呢？这是因为，根据局域网规范，网络中必须要有两个保留地址作为网络专用，一个叫网络回环地址，代表网络本身，其地址全为０；一个叫广播地址，专用于主机进行数据广播。其地址全为１，这两个地址是不得被主机占用或分配的，在本例中，Ａ部门网络地址全为０时（只是后面５位！），二进制表示为00100000，
其十进制值为32；当网络地址全为1时，二进制表示为00111111，十进制值为63；由此可见：192.168.2.32仅仅是Ａ部门网络的本网地址(即网络ID)，而192.168.2.63为Ａ部门网络的广播地址。现在再看看前面提到的公式？之所以要减一个２，就是要减去不能被分配和占用的这两个地址。所以，Ａ部门实际上可分配给每个主机的地址范围为192.168.2.33 － 192.168.2.62，掩码均为255.255.255.224；所以，Ｂ部门的网络ＩＤ是从６４起算的，与运算的图示如下：
０ １ ０ ０ ０ ０ ０ ０
与 １ １ １ ０ ０ ０ ０ ０
０ １ ０ ０ ０ ０ ０ ０ （十进制：６４）
显然，192.168.2.64是Ｂ部门网络的本网地址，并且不难算出，192.168.2.95是Ｂ部门网络的广播地址，Ｂ部门实际上可分配给每个主机的地址范围为192.168.2.65 － 192.168.2.94，同理可参照计算出Ｃ－Ｅ部门的地址范围。
于是，你圆满的完成了任务，可ＣＩＯ还想考验一下你的能力，又提出了两个问题：
１、 公司各部门现有条件下的网络可扩展性怎样？
２、 公司目前可支持的子网数到底有多大？
不要紧张，这些纸老虎都是一捅就破的。第一个问题，所谓可扩展性，其实就是说在目前网络规划的条件下，各部门所能增加的主机数量，还不明白吗？就是有效的主机数减去现有主机数的值，对Ａ部门而言，３０－１０＝２０，那么，Ａ部门还能增加２０台主机，当然Ｃ部门就无法再增加了。
对第二个问题，我们仍然要用到那个熟悉的经典公式：
2N-2=可支持的子网数 23-2=6
这里的N表示掩码中借位的个数，掩码从CIO给定的的24位（24个1）变成了27位（27个1），“借用”了三位，所以N用3代换（至于为什么要减2，各位朋友可以自己思考一下），结果为6，表示一共可以划分6个子网，而当前只有5个部门，已划分了5个子网，还可以再增加一个部门，再划一个子网。
事情“似乎”完满解决了，可能朋友们还有觉得本例中有那么一些说不清的地方……..
如果C部门的主机数不是刚好30台，而是31，33等无法整除的数，怎么办？其实，在计算的时候，用常规算法如果出现了小数等无法除尽的时候，只需要把小数收上来就行了，注意，不是四舍五入，比如结果为5.3或5.2时，必须收整，使N为6，目的是为了让子网可容纳的主机只多不少，这样才能最大限度的保证网络ID的正确。 |
发表于 2007-4-14 17:27:45
