子网掩码与子网划分

子网掩码与子网划分 目录 一 摘要 二 子网掩码的概念及作用 三 为什么需要使用子网掩码 四 如何用子网掩码得到网络 主机地址 五 子网掩码的分类 六 子网编址技术 七 如何划分子网及确定子网掩码 八 相关判断方法 一 摘要 近期在我的论坛中大家对子网掩码以及子网划分的讨论比较多 因为前面也写了关于 ip 地 址的教程 为了延续性 就写了这个关于子网掩码与子网划分的教程 学这篇教程需要一 定的基础 高手当然除外 建议读过前面的关于 ip 的教程后 再读本教程 准备好了吗 我们开始吧 二 子网掩码的概念及作用 子网掩码是一个应用于 TCP IP 网络的 32 位二进制值 它可以屏蔽掉 ip 地址中的一部分 从而分离出 ip 地址中的网络部分与主机部分 基于子网掩码 管理员可以将网络进一步划 分为若干子网 三 为什么需要使用子网掩码 虽然我们说子网掩码可以分离出 ip 地址中的网络部分与主机部分 可大家还是会有疑问 比如为什么要区分网络地址与主机地址 区分以后又怎样呢 那么好 让我们再详细的讲 一下吧 在使用 TCP IP 协议的两台计算机之间进行通信时 我们通过将本机的子网掩码与接受方主 机的 ip 地址进行 与 运算 即可得到目标主机所在的网络号 又由于每台主机在配置 TCP IP 协议时都设置了一个本机 ip 地址与子网掩码 所以可以知道本机所在的网络号 通过比较这两个网络号 就可以知道接受方主机是否在本网络上 如果网络号相同 表明 接受方在本网络上 那么可以通过相关的协议把数据包直接发送到目标主机 如果网络号 不同 表明目标主机在远程网络上 那么数据包将会发送给本网络上的路由器 由路由器 将数据包发送到其他网络 直至到达目的地 在这个过程中你可以看到 子网掩码是不可 或缺的 四 如何用子网掩码得到网络 主机地址 既然子网掩码这么重要 那么它是如何分离出 ip 地址中的网络地址和主机地址的呢 过程如下 1 将 ip 地址与子网掩码转换成二进制 2 将二进制形式的 ip 地址与子网掩码做 与 运算 将答案化为十进制便得到网络地址 3 将二进制形式的子网掩码取 反 4 将取 反 后的子网掩码与 ip 地址做 与 运算 将答案化为十进制便得到主机地址 下面我们用一个例子给大家演示 假设有一个 I P 地址 192 168 0 1 子网掩码为 255 255 255 0 化为二进制为 I P 地址 11000000 10101000 00000000 00000001 子网掩码 11111111 11111111 11111111 00000000 将两者做 与 运算得 11000000 10101000 00000000 00000000 将其化为十进制得 192 168 0 0 这便是上面 ip 的网络地址 主机地址以此类推 小技巧 由于观察到上面的子网掩码为 C 类地址的默认子网掩码 即未划分子网 便可 直接看出网络地址为 ip 地址的前三部分 即前三个字节 解惑 什么 你还是不懂 问我为什么要做 与 运算而不是别的 其实你仔细观察一下上面的例 子就应该能明白 1 在做 与 运算时 不影响结果 0 在做 与 运算时 将得到 0 利用 与 的这个特性 当管理员设置子网掩码时 即将子网掩码上与网络地址所对应的位都设为 1 其他位都设 为 0 那么当作 与 时 ip 地址中的网络号将被保留到结果中 而主机号将被置 0 这样 就解析出了网络号 解析主机号也一样 只需先把子网掩码取 反 在做 与 五 子网掩码的分类 1 缺省子网掩码 即未划分子网 对应的网络号的位都置 1 主机号都置 0 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 将一个网络划分为几个子网 需要每一段使用不同的网络号或子网号 实际上我们可以认 为是将主机号分为两个部分 子网号 子网主机号 形式如下 未做子网划分的 ip 地址 网络号 主机号 做子网划分后的 ip 地址 网络号 子网号 子网主机号 也就是说 ip 地址在化分子网后 以前的主机号位置的一部分给了子网号 余下的是子网主 机号 六 子网编址技术 前面几点介绍了子网掩码的一些知识 下面我们来看看子网划分 不要认为子网划分与子 网掩码没有关系哟 子网划分也是靠子网掩码来实现的 子网是指一个 ip 地址上生成的逻辑网络 它可以让一个网络地址跨越多个物理网络 即一 个网络地址代表多个网络 很明显这样做可以节省 ip 地址 呵呵 听起来是不是很蹊跷 一个网络就这样被莫名其妙的划分成了许多子网 那么这样做有什么用呢 我举个例子来跟你说吧 比如你是某个学校的网管 你的学校有四个处于不同物理位置的 网络教室 每个网络教室 25 台机器 你的任务是给这些机器配置 ip 地址和子网掩码 你 可能会觉得这再简单不过了 申请 4 个 C 类地址 每个教室一个 然后在一一配置不就搞 定了 嗯 这样做理论上没错 但你有没有想到这样做很浪费 你一共浪费了 254 25 4 916 个 ip 地址 如果所有的网管都像你这样做 那么 internet 上的 ip 地址将会在极 短的时间内枯竭 显然 你是不能这样做 你应该做子网划分 子网划分说白了是这样一个事情 因为在划分了子网后 ip 地址的网络号是不变的 因此 在局域网外部看来 这里仍然只存在一个网络 即网络号所代表的那个网络 但在网络内 部却是另外一个景象 因为我们每个子网的子网号是不同的 当用化分子网后的 ip 地址与 子网掩码 注意 这里指的子网掩码已经不是缺省子网掩码了 而是自定义子网掩码 是 管理员在经过计算后得出的 做 与 运算时 每个子网将得到不同的子网地址 从而实现 了对网络的划分 得到了不同的地址 当然就能区别出各个子网了 有趣吧 子网编址技术 即子网划分将会有助于以下问题的解决 1 巨大的网络地址管理耗费 如果你是一个 A 类网络的管理员 你一定会为管理数量庞大 的主机而头痛的 2 路由器中的选路表的急剧膨胀 当路由器与其他路由器交换选路表时 互联网的负载是 很高的 所需的计算量也很高 3 IP 地址空间有限并终将枯竭 这是一个至关重要的问题 高速发展的 internet 使原来 的编址方法不能适应 而一些 ip 地址却不能被充分的利用 造成了浪费 因此 在配置局域网或其他网络时 根据需要划分子网是很重要的 有时也是必要的 现 在 子网编址技术已经被绝大多数局域网所使用 七 如何划分子网及确定子网掩码 在动手划分之前 一定要考虑网络目前的需求和将来的需求计划 划分子网主要从以下方面考虑 1 网络中物理段的数量 即要划分的子网数量 2 每个物理段的主机的数量 确定子网掩码的步骤 第一步 确定物理网段的数量 并将其转换为二进制数 并确定位数 n 如 你需要 6 个 子网 6 的二进制值为 110 共 3 位 即 n 3 第二步 按照你 ip 地址的类型写出其缺省子网掩码 如 C 类 则缺省子网掩码为 11111111 11111111 11111111 00000000 第三步 将子网掩码中与主机号的前 n 位对应的位置置 1 其余位置置 0 若 n 3 且为 C 类地址 则得到子网掩码为 11111111 11111111 11111111 11100000 化为十进制得到 255 255 255 224 B 类地址 则得到子网掩码为 11111111 11111111 11100000 00000000 化为十进制得到 255 255 224 0 A 类地址 则得到子网掩码为 11111111 11100000 00000000 00000000 化为十进制得到 255 224 0 0 另 由于网络被划分为 6 个子网 占用了主机号的前 3 位 若是 C 类地址 则主机号只能 用 5 位来表示主机号 因此每个子网内的主机数量 2 的 5 次方 2 30 6 个子网总 共所能标识的主机数将小于 254 这点请大家注意 解惑 1 你可能有这样的疑问 比如在上面的例子里 6 的二进制值为 110 那么为什么要将子网 掩码中与主机号的前 n 位对应的位置都置 1 而不是用 6 的二进制 110 去替代前 n 位呢 呵呵 这个问题提的很好 答案是这样的 我们计算子网掩码的目的是什么 就是希望它 在做 与 的时候能够解析出网络号 也就是说它与网络号所对应的位置都应该是 1 当然 包括与子网号所对应的位置 那么很显然 你写上 110 是不对的 如果你这么写 那么 它的意义是主机号的前两位作为子网号 那么这样将最多划分 2 个子网 不明白没关系 下面有计算子网数量的方法 与我们当初所要划分的 6 个子网显然是不一致的 这样解 释你能明白马 2 细心的人可能会发现 划分 4 个子网 5 个子网和 6 个子网的子网掩码是一样的 同为 255 255 255 224 是不是错了呢 三个子网掩码应该不同呀 呵呵 是这样的 因为 4 5 6 的二进制值都是 3 为 因此在子网掩码中这三位都置 1 划分是没有问题的 只是 你的理解上有一点小小的问题 划分为 4 个子网 其实可以理解为划分为 6 个子网 但你 只使用了其中的 4 个 比如你想划分 8 个子网 与划分 14 个子网所得到的子网掩码是一样 的 都占用了 4 位作为子网号 八 相关判断方法 1 如何判断是否做了子网划分 这个问题很简单 如果它使用了缺省子网掩码 那么表示没有作子网划分 反之 则一定 作了子网划分 2 如何计算子网地址 还是老办法 将 ip 地址与子网掩码的二进制形式做 与 得到的结果即为子网地址 3 如何计算主机地址 这个也不用说了吧 先将子网掩码的二进制取 反 再与 ip 地址做 与 4 如何计算子网数量 这个问题大家会常常提到 还是从子网掩码入手 主要有两个步骤 1 观察子网掩码的二进制形式 确定作为子网号的位数 n 2 子网数量为 2 的 n 次方 2 为什么减 2 呵呵 往下看 举个例子来说 比如有这样一个子网掩码 255 255 255 224 其二进制为 11111111 11111111 11111111 11100000 可见 n 3 2 的 3 次方为 8 说明子网地址可能有 如下 8 种情况 000 001 010 011 100 101 110 111 但其中代表网络自身的 000 代表广播地址的 111 是被保留的 所以要减 2 明白了吗 5 如何计算总主机数量 子网内主机数量 总主机数量 子网数量 子网内主机数量 再用一个例子给大家说明 比如子网掩码为 255 255 255 224 上面的讨论知道它最多可以划分 6 个子网 那么每个子网内最多有多少个主机呢 其实上 面我已经给大家算过了 由于网络被划分为 6 个子网 占用了主机号的前 3 位 且是 C 类 地址 则主机号只能用 5 位来表示主机号 因此子网内的主机数量 2 的 5 次方 2 30 因此通过这个子网掩码我们可以算出这个网络最多可以标识 6 30 180 个主机 可见 在化 分子网后 整个网络所能标识的主机数量将减少 6 计算 ip 地址范围 通过一个自定义子网掩码 我们可以得到这个网络所有可能的 ip 地址范围 具体步骤 1 写出二进制子网地址 2 将子网地址化为十进制 3 计算子网所能容纳主机数 4 得出 ip 范围 起始地址 子网地址 1 终止地址 子网地址 主机数 假设一个子网掩码为 255 255 255 224 可知其最多可以划分 6 个子网 子网内主机数为 30 那么所有可能的 ip 地址及计算流程如下 子网 子网地址 二进制 子网地址 实际 ip 范围 1 号 11001010 01110000 00001010 00100000 202 112 10 32 202 112 10 33 202 112 10 62 2 号 11001010 01110000 00001010 01000000 202 112 10 64 202 112 10 65 202 112 10 94 3 号 11001010 01110000 00001010 01100000 202 112 10 96 202 112 10 97