子網掩碼

子網掩碼(subnet mask)是每個使用網際網路的人必須要掌握的基礎知識，只有掌握它，才能夠真正理解TCP/IP協議的設置。

子網掩碼——屏蔽一個IP地址的網路部分的“全1”比特模式。對於A類地址來說，默認的子網掩碼是255.0.0.0；對於B類地址來說默認的子網掩碼是255.255.0.0；對於C類地址來說默認的子網掩碼是255.255.255.0。

利用子網掩碼可以把大的網路劃分成子網，即VLSM（可變長子網掩碼），也可以把小的網路歸併成大的網路即超網。

要想理解什麼是子網掩碼，就不能不了解IP地址的構成。網際網路是由許多小型網路構成的，每個網路上都有許多主機，這樣便構成了一個有層次的結構。IP地址在設計時就考慮到地址分配的層次特點，將每個IP地址都分割成網路號和主機號兩部分，以便於IP地址的定址操作。

IP地址的網路號和主機號各是多少位呢？如果不指定，就不知道哪些位是網路號、哪些是主機號，這就需要通過子網掩碼來實現。

子網掩碼的設定必須遵循一定的規則。與二進位IP地址相同，子網掩碼由1和0組成，且1和0分別連續。子網掩碼的長度也是32位，左邊是網路位，用二進位數字“1”表示，1的數目等於網路位的長度；右邊是主機位，用二進位數字“0”表示，0的數目等於主機位的長度。這樣做的目的是為了讓掩碼與ip地址做按位與運算時用0遮住原主機數，而不改變原網路段數字，而且很容易通過0的位數確定子網的主機數（2的主機位數次方-2，因為主機號全為1時表示該網路廣播地址，全為0時表示該網路的網路號，這是兩個特殊地址）。只有通過子網掩碼，才能表明一台主機所在的子網與其他子網的關係，使網路正常工作。

用於子網掩碼的位數決定於可能的子網數目和每個子網的主機數目。在定義子網掩碼前，必須弄清楚本來使用的子網數和主機數目。

定義子網掩碼的步驟為：

A、確定哪些組地址歸我們使用。比如我們申請到的網路號為“210.73.a.b”，該網路地址為c類IP地址，網路標識為“210.73.a”，主機標識為“b”。

B、根據我們所需的子網數以及將來可能擴充到的子網數，用宿主機的一些位來定義子網掩碼。比如我們需要12個子網，將來可能需要16個。用第四個位元組的前四位確定子網掩碼。前四位都置為“1”，即第四個位元組為“11110000”，這個數我們暫且稱作新的二進位子網掩碼。

C、把對應初始網路的各個位都置為“1”，即前三個位元組都置為“1”，則子網掩碼的間斷二進位形式為：“11111111.11111111.11111111.11110000”。

D、把這個數轉化為間斷十進位形式為：“255.255.255.240”。

由於子網掩碼的位數決定於可能的子網數目和每個子網的主機數目。在定義子網掩碼前，必須弄清楚本來使用的子網數和主機數目。

利用子網數來計算

在求子網掩碼之前必須先搞清楚要劃分的子網數目，以及每個子網內的所需主機數目。

1)將子網數目轉化為二進位來表示

2)取得該二進位的位數，為N

3)取得該IP地址的類子網掩碼，將其主機地址部分的前N位置1即得出該IP地址劃分子網的子網掩碼。

如欲將B類IP地址168.195.0.0劃分成27個子網：

1)27=11011

2)該二進位為五位數，N=5

3)將B類地址的子網掩碼255.255.0.0的主機地址前5位置1（B類地址的主機位包括后兩個位元組，所以這裡要把第三個位元組的前5位置1），得到255.255.248.0

即為劃分成27個子網的B類IP地址168.195.0.0的子網掩碼（實際上是劃成了32-2=30個子網）。

這一段介紹的是舊標準下計算的方法，關於舊的標準後文在介紹，在新標準中則可以先將27減去1，因為計算機是從0開始計算的，從0到27實際上是有28個，所以說如果需要27個就需要將27減去1。

利用主機數來計算

1)將主機數目轉化為二進位來表示

2)如果主機數小於或等於254（注意去掉保留的兩個IP地址），則取得該主機的二進位位數，為N，這裡肯定N<8。如果大於254，則N>8，這就是說主機地址將佔據不止8位。

3)使用255.255.255.255來將該類IP地址的主機地址位數全部置1，然後從後向前的將N位全部置為0，即為子網掩碼值。

如欲將B類IP地址168.195.0.0劃分成若干子網，每個子網內有主機700台：

1)700=1010111100

2)該二進位為十位數，N=10

3)將該B類地址的子網掩碼255.255.0.0的主機地址全部置1，得到255.255.255.255

然後再從後向前將后10位置0,即為：11111111.11111111.11111100.00000000

即255.255.252.0。這就是該欲劃分成主機為700台的B類IP地址168.195.0.0的子網掩碼。

子網ID增量計演演算法（即計算每個子網的IP範圍）

其基本計算步驟如下：

第1步，將所需的子網數轉換為二進位，如所需劃分的子網數為“4”，則轉換成成二進位為00000100；

第2步，取子網數的二進位中有效位數，即為向預設子網掩碼中加入的位數（既向主機ID中借用的位數）。如前面的00000100，有效位為“100”，為3位（在新標準中只需要2位就可以了）；

第3步，決定子網掩碼。如IP地址為B類129.20.0.0網路，則預設子網掩碼為：255.255.0.0，借用主機ID的3位以後變為：255.255.224（11100000）.0，即將所借的位全表示為1，用作子網掩碼。

第4步，將所借位的主機ID的起始位段最右邊的“1”轉換為十進位，即為每個子網ID之間的增量，如前面的借位的主機ID起始位段為“11100000”，最右邊的“1”，轉換成十進位後為2^5=32（此為子網ID增量）。

第5步，產生的子網ID數為：2^m-2（m為向預設子網掩碼中加入的位數），如本例向子網掩碼中添加的位數為3，則可用子網ID數為：2^3-2=6個；

第6步，將上面產生的子網ID增量附在原網路ID之後的第一個位段，便形成第一個子網網路ID129.20.32.0（即第一個子網的起始IP段）；

第7步，重複上步操作，在原子網ID基礎上加上一個子網ID增量，依次類推，直到子網ID中的最後位段為預設子網掩碼位用主機ID位之後的最後一個位段值，這樣就可得到所有的子網網路ID。如預設子網掩碼位用主機ID位之後的子網ID為255.255.224.0，其中的“224”為借用主機ID后子網ID的最後一位段值，所以當子網ID通過以上增加增量的方法得到129.20.224.0時便終止，不要再添加了（只能用到129.20.192.0）。

我們知道當主機ID為全0時表示網路ID，全1時表示廣播地址。在RFC950標準中，不建議使用全0和全1的子網ID。

例如把最後一個位元組的前3位借給網路ID，用後面的5位來表示主機ID，這樣就會產生2^3=8個子網，子網ID就分別為000、001、010、011、100、101、110、111這樣8個，在RFC950標準中只能使用中間的6個子網ID。

這麼做的原因是：

設我們有一個網路：192.168.0.0/24（即子網掩碼的前24位為1，255.255.255.0），我們需要兩個子網，那麼按照RFC950，應該使用/26而不是/25，得到兩個可以使用的子網192.168.0.64和192.168.0.128

對於192.168.0.0/24，網路地址是192.168.0.0，廣播地址是192.168.0.255

對於192.168.0.0/26，網路地址是192.168.0.0，廣播地址是192.168.0.63

對於192.168.0.64/26，網路地址是192.168.0.64，廣播地址是192.168.0.127

對於192.168.0.128/26，網路地址是192.168.0.128，廣播地址是192.168.0.191

對於192.168.0.192/26，網路地址是192.168.0.192，廣播地址是192.168.0.255

你可以看出來，對於第一個子網，網路地址和主網路的網路地址是重疊的，對於最後一個子網，廣播地址和主網路的廣播地址也是重疊的。在CIDR流行以前，這樣的重疊將導致極大的混亂。比如，一個發往192.168.0.255的廣播是發給主網路的還是子網的？這就是為什麼在當時不建議使用全0和全1子網。在今天，CIDR已經非常普及了，所以一般不需要再考慮這個問題。

子網掩碼是一個32位地址，是與IP地址結合使用的一種技術。它的主要作用有兩個，一是用於屏蔽IP地址的一部分以區別網路標識和主機標識，並說明該IP地址是在區域網上，還是在遠程網上。二是用於將一個大的IP網路劃分為若干小的子網路。

使用子網是為了減少IP的浪費。因為隨著網際網路的發展，越來越多的網路產生，有的網路多則幾百台，有的只有區區幾台，這樣就浪費了很多IP地址，所以要劃分子網。使用子網可以提高網路應用的效率。

通過IP地址的二進位與子網掩碼的二進位進行與運算，確定某個設備的網路地址和主機號，也就是說通過子網掩碼分辨一個網路的網路部分和主機部分。子網掩碼一旦設置，網路地址和主機地址就固定了。子網一個最顯著的特徵就是具有子網掩碼。與IP地址相同，子網掩碼的長度也是32位，也可以使用十進位的形式。例如，為二進位形式的子網掩碼：1111.1111.1111.1111.1111.1111.0000.0000，採用十進位的形式為：255.255.255.0。

通過計算機的子網掩碼判斷兩台計算機是否屬於同一網段的方法是，將計算機十進位的IP地址和子網掩碼轉換為二進位的形式，然後進行二進位“與”(AND)計算（全1則得1，不全1則得0），如果得出的結果是相同的，那麼這兩台計算機就屬於同一網段。

無子網的標註法

對無子網的IP地址，可寫成主機號為0的掩碼。如IP地址210.73.140.5，掩碼為255.255.255.0，也可以預設掩碼，只寫IP地址。

有子網的標註法

有子網時，一定要二者配對出現。以C類地址為例。

以下一段指定掩碼為27位(1111.1111,1111.1111,11111111,11100000=>255.255.255.224

1．IP地址中的前3個位元組表示網路號，后一個位元組既表明子網號，又說明主機號，還說明兩個IP地址是否屬於同一個網段。如果屬於同一網路區間，這兩個地址間的信息交換就不通過路由器。如果不屬同一網路區間，也就是子網號不同，兩個地址的信息交換就要通過路由器進行。

例如：

對於IP地址為210.73.140.5的主機來說，其主機標識為5=>00000101，

對於IP地址為210.73.140.16的主機來說它的主機標識為16=>00010000，

以上兩個主機標識的前面三位全是000，說明這兩個IP地址在同一個網路區域中，這兩台主機在交換信息時不需要通過路由器進行。

210.73.60.1的主機標識為1=>00000001，

210.73.60.252的主機標識為252=>11111100，

這兩個主機標識的前面三位000與111不同，說明二者在不同的網路區域，要交換信息需要通過路由器。其子網上主機號各為1和252。

2．掩碼的功用是說明有子網和有幾個子網，但子網數只能表示為一個範圍，不能確切講具體幾個子網，掩碼不說明具體子網號，有子網的掩碼格式(對C類地址)。

子網掩碼是用來判斷任意兩台計算機的IP地址是否屬於同一子網路的根據。

最為簡單的理解就是兩台計算機各自的IP地址與子網掩碼進行AND運算后，如果得出的結果是相同的，則說明這兩台計算機是處於同一個子網路上的，可以進行直接的通訊。就這麼簡單。

子網掩碼通常有以下2種格式的表示方法：

1．通過與IP地址格式相同的點分十進位表示

如：255.0.0.0或255.255.255.128

2．在IP地址后加上"/"符號以及1-32的數字，其中1-32的數字錶示子網掩碼中網路標識位的長度

如：192.168.1.1/24的子網掩碼也可以表示為255.255.255.0

子網掩碼一般為255.255.255.0

IP地址192.168.0.1

子網掩碼255.255.255.0

AND運算(AND運演演算法則：1與1=1,1與0=0,0與1=0,0與0=0,即當對應位均為1時結果為1，其餘為0。)

轉化為二進位進行運算：

IP地址11000000.10101000.00000000.00000001

子網掩碼11111111.11111111.11111111.00000000

AND運算

11000000.10101000.00000000.00000000

轉化為十進位後為：

192.168.0.0

IP地址192.168.0.254

子網掩碼255.255.255.0

AND運算

轉化為二進位進行運算：

IP地址11000000.10101000.00000000.11111110

子網掩碼11111111.11111111.11111111.00000000

AND運算

11000000.10101000.00000000.00000000

轉化為十進位後為：

192.168.0.0

IP地址：192.168.0.4

子網掩碼：255.255.255.0

AND運算

轉化為二進位進行運算：

IP地址：11000000.10101000.00000000.00000100

子網掩碼：11111111.11111111.11111111.00000000

AND運算

11000000.10101000.00000000.00000000

轉化為十進位後為：

192.168.0.0

通過以上對三組計算機IP地址與子網掩碼的AND運算后，我們可以看到它運算結果是一樣的。均為192.168.0.0

所以計算機就會把這三台計算機視為是同一子網路，然後進行通訊的。

也許你又要問，這樣的子網掩碼究竟有多少個IP地址可以用呢？你可以這樣算。

根據上面我們可以看出，區域網內部的ip地址是我們自己規定的（當然和其他的ip地址是一樣的），這個是由子網掩碼決定的通過對255.255.255.0的分析。可得出：

前三位IP碼由分配下來的數字就只能固定為192.168.0：所以就只剩下了最後的一位了，那麼顯而易見了，ip地址只能有（2的8次方-2），即256-2=254，一般主機地址全為0或者1（二進位）有其特殊的作用。

那麼你可能要問了：如果我的子網掩碼不是255.255.255.0呢？你也可以這樣做啊假設你的子網掩碼是255.255.128.0

那麼你的區域網內的ip地址的前兩位肯定是固定的了

這樣，你就可以按照下邊的計算來看看同一個子網內到底能有多少台機器

1．十進位128=二進位10000000

2．IP碼要和子網掩碼進行AND運算

3．

IP地址：11000000.10101000.1*******.********

子網掩碼：11111111.11111111.10000000.00000000

AND運算

11000000.10101000.10000000.00000000

轉化為十進位後為：

192.168.128.0

4．可知我們內部網可用的IP地址為：

11000000.10101000.10000000.00000000

到

11000000.10101000.11111111.11111111

(也可以是：11000000.10101000.00000000.00000000到11000000.10101000.01111111.11111111)

5．轉化為十進位：

192.168.128.0到192.168.255.255（或者192.168.0.0到192.168.127.255）

6．0和255通常作為網路的內部特殊用途。通常不使用。

7．於是最後的結果如下：我們單位所有可用的IP地址為：

192.168.128.1-192.168.128.254

192.168.129.1-192.168.129.254

192.168.130.1-192.168.130.254

192.168.131.1-192.168.131.254

.............

192.168.139.1-192.168.139.254

192.168.140.1-192.168.140.254

192.168.141.1-192.168.141.254

192.168.142.1-192.168.142.254

192.168.143.1-192.168.143.254

.............

192.168.254.1-192.168.254.254

192.168.255.1-192.168.255.254

8．總數為(255-128+1)*(254-1+1)=128*254=32512

子網內包含的機器數目應該是2^n-2，比如說上面的子網掩碼是255.255.128.0，那麼他的網路號是17位，主機號是15位，只要主機號不全是0或者1就是可以的，所以ip地址是192.168.192.0(11000000.10101000.11000000.00000000)也允許，除掉全0全1，結果為2^15-2*(255-128+1)=32512

9．看看的結果是否正確

(1)、設定IP地址為192.168.128.1

Ping192.168.129.233通過測試

訪問http://192.168.129.233可以顯示出主頁

(2)、設定IP地址為192.168.255.254

Ping192.168.255.254通過測試

訪問http://192.168.255.254可以顯示出主頁

10．結論

以上證明我們的結論是對的。

現在你就可以看你的子網中能有多少台機器了

255.255.255.128

分解：

11111111.11111111.11111111.10000000

所以你的內部網路的ip地址只能是

xxxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx.0???????

到

xxxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx.01111111

子網掩碼

子網TCP/IP網間網技術產生於大型主流機環境中，它能發展到今天的規模是當初的設計者們始料未及的。網間網規模的迅速擴展對IP地址模式的威脅並不是它不能保證主機地址的唯一性，而是會帶來兩方面的負擔：第一，巨大的網路地址管理開銷；第二，網關尋徑急劇膨脹。其中第二點尤為突出，尋徑表的膨脹不僅會降低網關尋徑效率（甚至可能使尋徑表溢出，從而造成尋徑故障），更重要的是將增加內外部路徑刷新時的開銷，從而加重網路負擔。

因此，迫切需要尋求新的技術，以應付網間網規模增長帶來的問題。仔細分析發現，網間網規模的增長在內部主要表現為網路地址的增減，因此解決問題的思路集中在：如何減少網路地址。於是IP網路地址的多重複用技術應運而生。

通過復用技術，使若干物理網路共享同一IP網路地址，無疑將減少網路地址數。

子網編址（subnetaddressing）技術，又叫子網尋徑（subnetrouting），英文簡稱subnetting，是最廣泛使用的IP網路地址復用方式，已經標準化，並成為IP地址模式的一部分。一般的，32位的IP地址分為兩部分，即網路號和主機號，我們分別把他們叫做IP地址的“網間網部分”和“本地部分”。子網編址技術將本地部分進一步劃分為“物理網路”部分和“主機”部分，如圖：網間網部分物理網路主機

|←網間網部分→|←————本地部分—————→|

|←物理網路→|←—主機部分——→|

其中“物理網路”用於標識同一IP網路地址下的不同物理網路即是“子網”。

(2)子網掩碼IP協議標準規定：每一個使用子網的網點都選擇一個32位的位模式，若位模式中的某位置1，則對應IP地址中的某位為網路地址（包括網間網部分和物理網路號）中的一位；若位模式中的某位置0，則對應IP地址中的某位為主機地址中的一位。例如位模式：

11111111111111111111111100000000中，前三個位元組全1，代表對應IP地址中最高的三個位元組為網路地址；后一個位元組全0，代表對應IP地址中最後的一個位元組為主機地址。這種位模式叫做子網模（subnet mask）或“子網掩碼”。

為了使用的方便，常常使用“點分整數表示法”來表示一個IP地址和子網掩碼，例如c類地址子網掩碼（11111111111111111111111100000000）為：255.255.255.0IP協議關於子網掩碼的定義提供一種有趣的靈活性，允許子網掩碼中的“0”和“1”位不連續。但是，這樣的子網掩碼給分配主機地址和理解尋徑表都帶來一定困難，並且，極少的路由器支持在子網中使用低序或無序的位，因此在實際應用中通常各網點採用連續方式的子網掩碼。像255.255.255.64和255.255.255.160等一類的子網掩碼不推薦使用。

(3)子網掩碼與IP地址結合使用，可以區分出一個網路地址的網路號和主機號。

例如：有一個C類地址為：192．9．200．13其預設的子網掩碼為：255．255．255．0則它的網路號和主機號可按如下方法得到：

①將IP地址192．9．200．13轉換為二進位11000000000010011100100000001101

②將子網掩碼255．255．255．0轉換為二進位11111111111111111111111100000000

③將兩個二進位數邏輯與（AND）運算后得出的結果即為網路部分

11000000000010011100100000001101AND11111111111111111111111100000000

11000000000010011100100000000000結果為192.9.200.0，即網路號為192.9.200.0。

④將子網掩碼取反再與IP地址邏輯與（AND）后得到的結果即為主機部分11000000000010011100100000001101AND00000000000000000000000011111111結果為00000000000000000000000000001101轉化為十進位得到0.0.0.13，即主機號為13。

子網掩碼一共分為兩類。一類是預設（自動生成）子網掩碼，一類是自定義子網掩碼。預設子網掩碼即未劃分子網，對應的網路號的位都置1，主機號都置0。

A類網路預設子網掩碼：255.0.0.0

B類網路預設子網掩碼：255.255.0.0

C類網路預設子網掩碼：255.255.255.0

自定義子網掩碼是將一個網路劃分為幾個子網，需要每一段使用不同的網路號或子網號，實際上我們可以認為是將主機號分為兩個部分：子網號、子網主機號。形式如下：

未做子網劃分的ip地址：網路號+主機號

做子網劃分后的ip地址：網路號+子網號+子網主機號

也就是說ip地址在劃分子網后，以前的主機號位置的一部分給了子網號，餘下的是子網主機號。子網掩碼是32位二進位數，它的子網主機標識用部分為全“0”。利用子網掩碼可以判斷兩台主機是否在同一子網中。若兩台主機的IP地址分別與它們的子網掩碼相“與”后的結果相同，則說明這兩台主機在同一子網中。

可變長子網掩碼(VLSM)的作用：節約IP地址的空間；減少路由表大小。使用VLSM時，所採用的路由協議必須能夠支持它，這些路由協議包括RIPv2,OSPF,EIGRP和BGP。關於更多的VLSM知識，可以去百度搜索。

1.會產生多少個子網

2的x次方-2(x代表掩碼位，即2進位為1的部分，現在的網路中，已經不需要-2，已經可以全部使用，不過需要加上相應的配置命令，例如CISCO路由器需要加上ipsubnetzero命令就可以全部使用了。)

2.能有多少主機

2的y次方-2(y代表主機位，即2進位為0的部分)

3.有效子網是

有效子網號=256-10進位的子網掩碼(結果叫做blocksize或basenumber)

4.子網的廣播地址是

廣播地址=下個子網號-1

5.有效主機分別是

忽略子網內全為0和全為1的地址剩下的就是有效主機地址。最後有效1個主機地址=下個子網號-2(即廣播地址-1)。