归档文章 (2011-2017)
date
2010/12/26
上文 网络基础技术：详解IP地址 讲了IP协议的一些基础知识，但仅仅IP是不够的。下面是我对ipv4下子网划分及子网掩码知识的一些理解…
一、子网掩码的概述及作用
- 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。
- 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。
- 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。
- 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：255.0.0.0
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：(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。
例如：设IP地址为192.168.10.2，子网掩码为255.255.255.240，那么子网掩码是怎样来区分网络地址和主机地址的呢。
https://img.cdn.wangyan.cloud/m/mask_03.jpg
主机地址为：0.0.0.2（将掩码取反，然后与运算）
五、为什么要要划分子网？
例如：在A类IP地址中，每个A类网络可能有16，777，214台主机，它们处于同一广播域。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。另一方面，IP地址资源越来越少。为实现更小的广播域，就需要进一步分成更小的网络。划分子网后，通过使用掩码，把子网隐藏起来，使得从外部看网络没有变化，这就是子网掩码。
六、子网划分简述
子网划分是通过借用IP地址中若干位主机地址来充当子网的网络地址，从而将原网络划分为若干子网。
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，但每个子网中的可用主机数逐渐减少。
如C类地址，原有8位主机位，2^8-2即254个主机地址，默认子网掩码255.255.255.0。(全0或全1不可用）
借用1位主机位，产生21-2=0个子网，每个子网有27个主机地址；
借用2位主机位，产生22-2=2个子网，每个子网有26个主机地址;
……
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：
https://img.cdn.wangyan.cloud/m/mask_c.jpg
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七、子网掩码计算
1、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。
- 将子网数目转化为二进制来表示
- 取得该二进制的位数，为 N
- 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C类IP地址192.168.10.0划分成4个子网：
- 4=100
- 该二进制为三位数，N = 3
- 将A类地址的子网掩码255.255.255.0的主机地址前3位置 1，得到子网掩码255.255.255.224。(具体见下图）
https://img.cdn.wangyan.cloud/m/mask_01.jpg
2、利用主机数来计算
- 将主机数目转化为二进制来表示
- 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。
- 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类IP地址192.168.10.0划分成若干子网，每个子网内有主机25台：
1. 25=11001
2. 该二进制为十位数，N = 5
3. 将该B类地址的子网掩码 255.255.255.0的主机地址全部置 1，得到255.255.255.255，然后再从后向前将后5位置0，即为：11111111.11111111.11111111.11100000，即255.255.252.224。
https://img.cdn.wangyan.cloud/m/mask_02.jpg
步骤总结：
- 子网数和主机数都可以计算子网掩码
- 取得子网/主机的二进制位
- 网络地址置0主机地址置1
- 换成十进制