子网掩码与子网划分

1.什么是子网掩码？

子网掩码是在IPV4地址资源紧缺的背景下为了解决lP地址分配而产生的虚拟lP技术，通过子网掩码将A、B、C三类地址划分为若干子网，从而显著提高了IP地址的分配效率，有效解决了IP地址资源紧张的局面。

2.子网掩码的作用

2.1子网掩码作用

一般都将子网掩码的作用描述为通过逻辑运算将IP地址划分为网络标识(Net.ID)和主机标识(Host.ID)，只有网络标识相同的两台主机在无路由的情况下才能相互通信。有了子网掩码后，只要把IP地址和子网掩码按位相乘，所得结果就是IP地址的网络地址。因为在网络中同一网段的主机可以直接通信，跨网段时需要借助网关转发数据包，则通过子网掩码计算出网络地址，可以判断不同的IP地址是否位于同一网段。

一是用于屏蔽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。

二是用于将一个大的IP网络划分为若干小的子网络。

2.2子网掩码格式

子网掩码由32位或128位（IPv6）的数字，和IP成对使用，用来确认IP地址中的网络ID和主机ID，对应网络ID的位为1，对应主机ID的位为0。

例如：192.168.2.1/24

192.168.2.1/24为C类网络地址，子网掩码为255.255.255.0 。/24 表示子网掩码连续1的个数。

相关公式：

网络（段）数=2^网络ID中可变的位数

网络的最多的主机数＝2^主机ID位数-2

网络地址=IP地址和子网掩码转为二进制相与（可看作乘法）

例：172.16.10.1/16这个B类地址的网络地址、广播地址以及可用地址数分别是？

网络地址为172.16.10.1/16（主机位全为0）

广播地址为172.16.255.255/16（主机位全为1)

可用IP地址数为2^16（可变主机位）=65536-2（网络地址和广播地址不可用）=65534

可用IP地址范围172.16.0.1/16~172.16.255.254/16

3.子网划分

3.1子网划分原理

划分子网：将一个大网（主机数多，主机id多）分割成多个小网，网络ID向主机ID借位，将划分成2^n(借主机位数）个子网。

例：192.168.1.0/24这个C类地址想要减少主机数，借出2位主机位变成网络位（标红位置）

子网掩码就成/26，可分为2^2=4个网段

3.2划分实例

例：192.168.1.0分为四个网段每段的范围是多少？

2^n大于或等于4，所以n为2，借两位主机位可分成4段

第一网段192.168.1.00 000000到192.168.1.00 111111即192.168.1.0 ~ 192.168.1.63

第二网段192.168.1.01 000000到192.168.1.01 111111即192.168.1.64 ~ 192.168.1.127

第三网段192.168.1.10 000000到192.168.1.10 111111即192.168.1.128 ~ 192.168.1.191

第四网段192.168.1.11 000000到192.168.1.11 111111即192.168.1.192 ~ 192.168.1.255

3.3怎样判断是否在同一网段

两个主机通信时，发送发用自已的子网掩码分别和自已的IP及对方的IP相与，比较结果，相同则同一网络，不同则不同网段。两个网络ID在同一网段中可直接通信，两个网络ID在不同网段不能直接通信。

例：这两台主机是否可以通信？如果不能是哪台主机的问题？

A可以发消息给B，A的网段192.168.1.0-192.168.1.255包括B的网段。

B不可以发消息给A，B的网段192.168.1.32-192.168.1.63不包括A。

4. 练习

将192.168.1.0/24，平均分配给四个部门（四个子网网段）使用

192.168.1.0/24 分4个部门 2的2次方的=4 192.168.1.xx 000000 192.168.1.0/26

部门一 192.168.1.00 000000/26 网段192.168.1.0 ~ 192.168.1.63

网络号：192.168.1.0 广播地址：192.168.1.63 可用ip：1.1 ~ 1.62

部门二 192.168.1.01 000000/26 网段192.168.1.64 ~ 192.168.1.127

网络号：192.168.1.64 广播地址：192.168.1.127 可用ip：1.65 ~ 1.126

部门三 192.168.1.10 000000/26 网段192.168.1.128 ~ 192.168.1.191

网络号：192.168.1.128 广播地址：192.168.1.191 可用ip：1.129 ~ 1.190

部门四 192.168.1.11 000000/26 网段192.168.1.192 ~ 192.168.1.255

网络号：192.168.1.192 广播地址：192.168.1.255 可用ip：1.193 ~ 1.254

将192.168.1.0/24，四个部门：部门一100台、部门二40台、部门三10台、部门四1台服务器

部门一：100台-需要7bit主机位，25bit网络位==》192.168.1.0000 0000/25

网络号：192.168.1.0

广播地址：192.168.1.127

可用ip：1.1~1.126

部门二：40台-需要6bit主机位，26bit网络位==》192.168.1.1000 0000/26

网络号：192.168.1.128

广播地址：192.168.1.191

可用ip：1.129~1.190

部门三：10台-需要4bit主机位，28bit网络位==》192.168.1100 0000/28

网络号：192.168.1.192

广播地址：192.168.1.207

可用ip：1.193~1.206

部门四：1台-需要2bit主机位，30bit网络位==》192.168.1.1101 0000/30

网络号：192.168.1.208

广播地址：192.168.1.211

可用ip：1.209~1.210