关于子网掩码与子网划分补充讲义

一、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。

二、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？

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。

三、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。

 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。

 四、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。

五、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，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（这样做可以节省ip地址）。那么这样做有什么用呢？

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。如果直接申请4个C类地址，每个教室一个，然后在一一配置，这样做理论上没错，但这样做很浪费，你一共浪费了(254-25)*4=916个ip地址，所以应该做子网划分。

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）。

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。

六、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） 6

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1111111.11111111.11111111.00000000;

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（将主机号中的前三位置1）且为

C类地址：则得到子网掩码为11111111.11111111.11111111.01000000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！

七、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？(不是随意划分若干子网都行)

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。

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  32

010  64

011   96

100   128

101   160

110   192

111   224

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－－

202.112.10.97-202.112.10.126

4号－－11001010.01110000.00001010.10000000－－202.112.10.128－－

202.112.10.129-202.112.10.158

5号－－11001010.01110000.00001010.10100000－－202.112.10.160－－

202.112.10.161-202.112.10.190

6号－－11001010.01110000.00001010.11000000－－202.112.10.192－－

202.112.10.193-202.112.10.222

 1.某单位分配到一个B类IP地址，其net-id为128.250.0.0该单位有2000多台机器,分布在14 个不同的地点。试给每一个地点分配一个子网号码，并算出每个主机号码的最小值和最大值。

 答:net-id为129.250.0.0，要分成16 个子网，要用IP地址第三个字节的四位来建造，若用该字节的高四位，其配置如下：

⑴10000001.11111010.00000000.00000000:129.250.0.0--129.250.15.255（全0）

⑵10000001.11111010.00010000.00000000:129.250.16.0--129.250.31.255

⑶10000001.11111010.00100000.00000000:129.250.32.0--129.250.47.255

⑷10000001.11111010.00110000.00000000:129.250.48.0--129.250.63.255

⑸10000001.11111010.01000000.00000000:129.250.64.0--129.250.79.255

⑹10000001.11111010.01010000.00000000:129.250.80.0--129.250.95.255

⑺10000001.11111010.01100000.00000000:129.250.96.0--129.250.111.255

⑻10000001.11111010.01110000.00000000:129.250.112.0--129.250.127.255

⑼10000001.11111010.10000000.00000000:129.250.128.0--129.250.143.255

⑽10000001.11111010.10010000.00000000:129.250.144.0--129.250.159.255

⑾10000001.11111010.10100000.00000000:129.250.160.0--129.250.175.255

⑿10000001.11111010.10110000.00000000:129.250.176.0--129.250.191.255

⒀10000001.11111010.11000000.00000000:129.250.192.0--129.250.207.255

⒁10000001.11111010.11010000.00000000:129.250.208.0--129.250.223.255

⒂10000001.11111010.11100000.00000000:129.250.224.0--129.250.239.255

⒃10000001.11111010.11110000.00000000:129.250.240.0--129.250.255.255（全1）

 

IP子网划分练习题

1. 192.168.1.0/24 使用掩码255.255.255.240 划分子网，其可用子网数为（），每个子网内可用主机地址数为（ ）
A. 14 14
B. 16 14
C. 254 6
D. 14 62

答案：A

 2. 子网掩码为255.255.0.0 ，下列哪个 IP 地址不在同一网段中（ ）
A. 172.25.15.201
B. 172.25.16.15
C. 172.16.25.16
D. 172.25.201.15
答案：C

3. B 类地址子网掩码为 255.255.255.248 ，则每个子网内可用主机地址数为（）
A. 10
B. 8
C. 6
D. 4
答案：C

4. 对于C 类 IP 地址，子网掩码为 255.255.255.248 ，则能提供可用子网数为（）
A. 16
B. 32
C. 30
D. 128
答案：C

5. 三个网段 192.168.1.0/24 ， 192.168.2.0/24 ， 192.168.3.0/24 能够汇聚成下面哪个网段（）
A. 192.168.1.0/22
B. 192.168.2.0/22
C. 192.168.3.0/22
D. 192.168.0.0/22
答案：D

6.与10.110.12.29 mask 255.255.255.224 属于同一网段的主机IP 地址是？
A.10.110.12.0
B.10.110.12.30
C.10.110.12.31
D.10.110.12.32
ANSWER:B
①同一网段就是网络ID相同，要求子网掩码相同。
A、C 选第四个二进制分别是全0和全1，应淘汰；因为子网内的主机ID不能全0和全1。
29 （二进制）......00011101     与   224（二进制）......11100000    得出网络ID为10.110.12.0
30 （二进制）......00011110    与   224（二进制）......11100000    得出网络ID为10.110.12.0
  所以选B
32（二进制）...... 00100000   与   224（二进制）......11100000     得出网络ID为10.110.12.32  和10.110.10.0不同，也淘汰。

②1、根据ip地址和掩码计算出来的ip地址段为10.110.12.0/27，也就是从10.110.12.0-10.110.12.31，这样D落选了。
2、但题目要求的是主机ip地址，而A是网络号，C是广播地址，都落选。

 7.IP 地址190.233.27.13/16 的网络部分地址是？
A.190.0.0.0
B.190.233.0.0
C.190.233.27.0
D.190.233.27.1
ANSWER:B

8.一个子网网段地址为5.32.0.0 掩码为255.224.0.0 网络，它允许的最大主
机地址是？
A.5.32.254.254
B.5.32.255.254
C.5.63.255.254
D.5.63.255.255
ANSWER:C

9.如果C 类子网的掩码为255.255.255.224，则包含的子网位数.子网数目.
每个子网中主机数目正确的是？
A.2，2，62
B.3，6，30
C.4，14，14
D.5，30，6

 ANSWER:B

10.不对称子网划分

例：如有两个部门，A部门80台pc，B部门20台pc,现用VLSM来对网络进行分段管理（IP使用192.168.1.0/x）

通常情况下，192.168.1.0的掩码为255.255.255.0

即11111111.11111111.11111111.00000000

A部门80台PC，为了让一个子网可用IP数达到80以上，所以我们需要借用1位掩码，变为25位，即掩码由原来的255.255.255.0，变为255.255.255.128（为什么是借用1位掩码，而不是2位呢？，因为2^7是128，而2^6是64，少于80，所以就借1位)

此时，192.168.1.0/25划分为了两个网段，分别如下：

网段一：192.168.1.0~192.168.1.127  掩码：255.255.255.128

网段二：192.168.1.128~192.168.1.255  掩码：255.255.255.128

如果我们将网段一用于A部门，网段二用于B部门，因为B部门只有20台pc，这显示会浪费很多的IP。所以我们继续来进行划分：

 同上，因为此时PC的最大数量为20，所以需在借用了1位掩码的基础上再借用2位掩码，即共3位(2^5=32)，此时可将网段二细分为以下四个网段:

192.168.1.128

11000000.10101000.00000001.10000000

11111111.11111111.11111111.11100000  or

11000000.10101000.00000001.10000000（子网地址）

a：192.168.1.128~192.168.1.159   掩码：255.255.255.224

b：192.168.1.160（101）~192.168.1.191   掩码：255.255.255.224

c：192.168.1.192~192.168.1.223   掩码：255.255.255.224

d：192.168.1.224~192.168.1.255   掩码：255.255.255.224

2., 现有一个 C 类 IP 网络，其网络地址为 211.100.51.0 ，需要将其划分为 5 个子网，其中 3 个子网中主机数目不超过 25 ，一个子网的主机数目不超过 60 ，一个子网的主机数目为 2 ，要求给出一种该 C 类 IP 网络子网划分的方案，请写出各子网的 IP 地址范围与子网掩码

答： 根据题目要求，可以按下列方案划分该 C 类网络（注意：答案不唯一）：

……….11100000

子网编号 , IP 地址范围 , 子网掩码

1 , 211.100.51.0 ～ 211.100.51.31 , 255.255.255.224 （11100000）

2 , 211.100.51.32 ～ 211.100.51.63（111111） , 255.255.255.224

3 , 211.100.51.64（1000000）～ 211.100.51.95 , 255.255.255.224

4 , 211.100.51.128 ～ 211.100.51.191 , 255.255.255.192 （11000000）

5 , 211.100.51.96 ～ 211.100.51.99 , 255.255.255.252 （出去0.1所以主机位得取2位，子网取6位，即6个1）

按此子网划分方案，剩余的IP地址段有：211.100.51.100～211.100.51.127、211.100.51.192～211.100.51.255，共剩余 92 个 IP 地址。