IP地址中子網(wǎng)掩碼與子網(wǎng)劃分的知識

1、ip 地址中子網(wǎng)掩碼與子網(wǎng)劃分的知識一、摘要近期在我的論壇中大家對子網(wǎng)掩碼以及子網(wǎng)劃分的討論比較多，因?yàn)榍懊嬉矊懥岁P(guān)于ip 地址的教程，為了延續(xù)性，就寫了這個關(guān)于子網(wǎng)掩碼與子網(wǎng)劃分的教程，學(xué)這篇教程需要一定的基礎(chǔ)（高手當(dāng)然除外），建議讀過前面的關(guān)于ip 的教程后，再讀本教程。準(zhǔn)備好了嗎？我們開始吧！二、子網(wǎng)掩碼的概念及作用子網(wǎng)掩碼是一個應(yīng)用于tcp/ip 網(wǎng)絡(luò)的 32 位二進(jìn)制值，它可以屏蔽掉ip 地址中的一部分，從而分離出ip 地址中的網(wǎng)絡(luò)部分與主機(jī)部分，基于子網(wǎng)掩碼，管理員可以將網(wǎng)絡(luò)進(jìn)一步劃分為若干子網(wǎng)。三、為什么需要使用子網(wǎng)掩碼雖然我們說子網(wǎng)掩碼可以分離出ip 地址中的網(wǎng)絡(luò)部分與主機(jī)部分

2、，可大家還是會有疑問， 比如為什么要區(qū)分網(wǎng)絡(luò)地址與主機(jī)地址？區(qū)分以后又怎樣呢？那么好，讓我們再詳細(xì)的講一下吧！在使用 tcp/ip 協(xié)議的兩臺計(jì)算機(jī)之間進(jìn)行通信時，我們通過將本機(jī)的子網(wǎng)掩碼與接受方主機(jī)的ip 地址進(jìn)行 與運(yùn)算，即可得到目標(biāo)主機(jī)所在的網(wǎng)絡(luò)號，又由于每臺主機(jī)在配置tcp/ip 協(xié)議時都設(shè)置了一個本機(jī)ip 地址與子網(wǎng)掩碼，所以可以知道本機(jī)所在的網(wǎng)絡(luò)號。通過比較這兩個網(wǎng)絡(luò)號，就可以知道接受方主機(jī)是否在本網(wǎng)絡(luò)上。如果網(wǎng)絡(luò)號相同，表明接受方在本網(wǎng)絡(luò)上，那么可以通過相關(guān)的協(xié)議把數(shù)據(jù)包直接發(fā)送到目標(biāo)主機(jī)；如果網(wǎng)絡(luò)號不同，表明目標(biāo)主機(jī)在遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)上，那么數(shù)據(jù)包將會發(fā)送給本網(wǎng)絡(luò)上的路由器，由路由器將

3、數(shù)據(jù)包發(fā)送到其他網(wǎng)絡(luò)，直至到達(dá)目的地。在這個過程中你可以看到，子網(wǎng)掩碼是不可或缺的！四、如何用子網(wǎng)掩碼得到網(wǎng)絡(luò)/主機(jī)地址既然子網(wǎng)掩碼這么重要，那么它是如何分離出ip 地址中的網(wǎng)絡(luò)地址和主機(jī)地址的呢？過程如下：1.將 ip 地址與子網(wǎng)掩碼轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制；2.將二進(jìn)制形式的 ip 地址與子網(wǎng)掩碼做 與運(yùn)算，將答案化為十進(jìn)制便得到網(wǎng)絡(luò)地址；3.將二進(jìn)制形式的子網(wǎng)掩碼取反；4.將取反后的子網(wǎng)掩碼與 ip 地址做 與運(yùn)算，將答案化為十進(jìn)制便得到主機(jī)地址。下面我們用一個例子給大家演示：假設(shè)有一個 i p 地址： 192.168.0.1子網(wǎng)掩碼為： 255.255.255.0化為二進(jìn)制為： i p 地址 11

4、000000.10101000.00000000.00000001子網(wǎng)掩碼 11111111.11111111.11111111.00000000將兩者做 與運(yùn)算得： 11000000.10101000.00000000.00000000將其化為十進(jìn)制得： 192.168.0.0這便是上面 ip 的網(wǎng)絡(luò)地址，主機(jī)地址以此類推。小技巧：由于觀察到上面的子網(wǎng)掩碼為c 類地址的默認(rèn)子網(wǎng)掩碼（即未劃分子網(wǎng)），便可直接看出網(wǎng)絡(luò)地址為ip 地址的前三部分，即前三個字節(jié)。解惑：什么？你還是不懂？問我為什么要做與運(yùn)算而不是別的？其實(shí)你仔細(xì)觀察一下上面的例子就應(yīng)該能明白。1在做與運(yùn)算時，不影響結(jié)果， 0在做與運(yùn)

5、算時，將得到 0，利用 與的這個特性，當(dāng)管理員設(shè)置子網(wǎng)掩碼時，即將子網(wǎng)掩碼上與網(wǎng)絡(luò)地址所對應(yīng)的位都設(shè)為1,其他位都設(shè)為 0, 那么當(dāng)作 與時，ip 地址中的網(wǎng)絡(luò)號將被保留到結(jié)果中，而主機(jī)號將被置 0，這樣就解析出了網(wǎng)絡(luò)號，解析主機(jī)號也一樣，只需先把子網(wǎng)掩碼取反,在做與。五、子網(wǎng)掩碼的分類1）缺省子網(wǎng)掩碼：即未劃分子網(wǎng)，對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)號的位都置1，主機(jī)號都置 0。a 類網(wǎng)絡(luò)缺省子網(wǎng)掩碼： 255.0.0.0b 類網(wǎng)絡(luò)缺省子網(wǎng)掩碼： 255.255.0.0c 類網(wǎng)絡(luò)缺省子網(wǎng)掩碼：255.255.255.02）自定義子網(wǎng)掩碼：將一個網(wǎng)絡(luò)劃分為幾個子網(wǎng)，需要每一段使用不同的網(wǎng)絡(luò)號或子網(wǎng)號，實(shí)際上我們可以認(rèn)

6、為是將主機(jī)號分為兩個部分：子網(wǎng)號、子網(wǎng)主機(jī)號。形式如下：未做子網(wǎng)劃分的ip 地址：網(wǎng)絡(luò)號主機(jī)號做子網(wǎng)劃分后的ip 地址：網(wǎng)絡(luò)號子網(wǎng)號子網(wǎng)主機(jī)號也就是說 ip 地址在化分子網(wǎng)后，以前的主機(jī)號位置的一部分給了子網(wǎng)號，余下的是子網(wǎng)主機(jī)號。六、子網(wǎng)編址技術(shù)前面幾點(diǎn)介紹了子網(wǎng)掩碼的一些知識，下面我們來看看子網(wǎng)劃分，不要認(rèn)為子網(wǎng)劃分與子網(wǎng)掩碼沒有關(guān)系喲，子網(wǎng)劃分也是靠子網(wǎng)掩碼來實(shí)現(xiàn)的。子網(wǎng)是指一個 ip 地址上生成的邏輯網(wǎng)絡(luò)，它可以讓一個網(wǎng)絡(luò)地址跨越多個物理網(wǎng)絡(luò)，即一個網(wǎng)絡(luò)地址代表多個網(wǎng)絡(luò)（很明顯這樣做可以節(jié)省ip 地址）。呵呵，聽起來是不是很蹊蹺？一個網(wǎng)絡(luò)就這樣被莫名其妙的劃分成了許多子網(wǎng)？那么這樣做有

7、什么用呢？我舉個例子來跟你說吧：比如你是某個學(xué)校的網(wǎng)管，你的學(xué)校有四個處于不同物理位置的網(wǎng)絡(luò)教室，每個網(wǎng)絡(luò)教室25臺機(jī)器，你的任務(wù)是給這些機(jī)器配置ip 地址和子網(wǎng)掩碼。你可能會覺得這再簡單不過了，申請4 個 c 類地址，每個教室一個，然后在一一配置不就搞定了。嗯，這樣做理論上沒錯，但你有沒有想到這樣做很浪費(fèi)，你一共浪費(fèi)了(254-25)*4=916 個 ip 地址，如果所有的網(wǎng)管都像你這樣做，那么internet 上的 ip 地址將會在極短的時間內(nèi)枯竭，顯然，你是不能這樣做，你應(yīng)該做子網(wǎng)劃分。子網(wǎng)劃分說白了是這樣一個事情：因?yàn)樵趧澐至俗泳W(wǎng)后，ip 地址的網(wǎng)絡(luò)號是不變的，因此在局域網(wǎng)外部看來，這

8、里仍然只存在一個網(wǎng)絡(luò)， 即網(wǎng)絡(luò)號所代表的那個網(wǎng)絡(luò)； 但在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部卻是另外一個景象，因?yàn)槲覀兠總€子網(wǎng)的子網(wǎng)號是不同的，當(dāng)用化分子網(wǎng)后的ip 地址與子網(wǎng)掩碼（注意，這里指的子網(wǎng)掩碼已經(jīng)不是缺省子網(wǎng)掩碼了，而是自定義子網(wǎng)掩碼，是管理員在經(jīng)過計(jì)算后得出的）做與運(yùn)算時，每個子網(wǎng)將得到不同的子網(wǎng)地址，從而實(shí)現(xiàn)了對網(wǎng)絡(luò)的劃分（得到了不同的地址，當(dāng)然就能區(qū)別出各個子網(wǎng)了，有趣吧）。子網(wǎng)編址技術(shù)，即子網(wǎng)劃分將會有助于以下問題的解決：1）巨大的網(wǎng)絡(luò)地址管理耗費(fèi)：如果你是一個a 類網(wǎng)絡(luò)的管理員，你一定會為管理數(shù)量龐大的主機(jī)而頭痛的；2）路由器中的選路表的急劇膨脹：當(dāng)路由器與其他路由器交換選路表時，互聯(lián)網(wǎng)的負(fù)載是很高

9、的，所需的計(jì)算量也很高；3）ip 地址空間有限并終將枯竭：這是一個至關(guān)重要的問題，高速發(fā)展的internet, 使原來的編址方法不能適應(yīng)，而一些ip 地址卻不能被充分的利用，造成了浪費(fèi)。因此，在配置局域網(wǎng)或其他網(wǎng)絡(luò)時，根據(jù)需要劃分子網(wǎng)是很重要的，有時也是必要的。現(xiàn)在，子網(wǎng)編址技術(shù)已經(jīng)被絕大多數(shù)局域網(wǎng)所使用。七、如何劃分子網(wǎng)及確定子網(wǎng)掩碼在動手劃分之前，一定要考慮網(wǎng)絡(luò)目前的需求和將來的需求計(jì)劃。劃分子網(wǎng)主要從以下方面考慮:1.網(wǎng)絡(luò)中物理段的數(shù)量（即要劃分的子網(wǎng)數(shù)量）2.每個物理段的主機(jī)的數(shù)量確定子網(wǎng)掩碼的步驟：第一步：確定物理網(wǎng)段的數(shù)量，并將其轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)，并確定位數(shù)n。如：你需要6個子網(wǎng)，

10、6 的二進(jìn)制值為 110，共 3 位,即 n=3；第二步：按照你ip 地址的類型寫出其缺省子網(wǎng)掩碼。如c 類，則缺省子網(wǎng)掩碼為11111111.11111111.11111111.00000000；第三步：將子網(wǎng)掩碼中與主機(jī)號的前n位對應(yīng)的位置置1，其余位置置 0。若 n=3 且為c 類地址：則得到子網(wǎng)掩碼為11111111.11111111.11111111.11100000化為十進(jìn)制得到255.255.255.224b 類地址：則得到子網(wǎng)掩碼為11111111.11111111.11100000.00000000化為十進(jìn)制得到255.255.224.0a 類地址：則得到子網(wǎng)掩碼為11111

11、111.11100000.00000000.00000000化為十進(jìn)制得到255.224.0.0另：由于網(wǎng)絡(luò)被劃分為6 個子網(wǎng)，占用了主機(jī)號的前3 位，若是 c 類地址，則主機(jī)號只能用5 位來表示主機(jī)號，因此每個子網(wǎng)內(nèi)的主機(jī)數(shù)量（2 的 5 次方） 230，6 個子網(wǎng)總共所能標(biāo)識的主機(jī)數(shù)將小于254，這點(diǎn)請大家注意！解惑：1.你可能有這樣的疑問，比如在上面的例子里，6的二進(jìn)制值為 110，那么為什么要將子網(wǎng)掩碼中與主機(jī)號的前n 位對應(yīng)的位置都置 1，而不是用 6 的二進(jìn)制 110 去替代前 n 位呢？呵呵，這個問題提的很好， 答案是這樣的： 我們計(jì)算子網(wǎng)掩碼的目的是什么？就是希望它在做與的時候

12、能夠解析出網(wǎng)絡(luò)號，也就是說它與網(wǎng)絡(luò)號所對應(yīng)的位置都應(yīng)該是1（當(dāng)然包括與子網(wǎng)號所對應(yīng)的位置），那么很顯然，你寫上110 是不對的，如果你這么寫，那么它的意義是主機(jī)號的前兩位作為子網(wǎng)號，那么這樣將最多劃分2個子網(wǎng)（不明白沒關(guān)系，下面有計(jì)算子網(wǎng)數(shù)量的方法），與我們當(dāng)初所要劃分的6個子網(wǎng)顯然是不一致的。這樣解釋你能明白馬？2.細(xì)心的人可能會發(fā)現(xiàn)，劃分4個子網(wǎng)， 5 個子網(wǎng)和 6 個子網(wǎng)的子網(wǎng)掩碼是一樣的，同為255.255.255.224 ，是不是錯了呢？三個子網(wǎng)掩碼應(yīng)該不同呀？呵呵，是這樣的，因?yàn)?，5，6 的二進(jìn)制值都是 3 為，因此在子網(wǎng)掩碼中這三位都置1，劃分是沒有問題的，只是你的理解上有一點(diǎn)

13、小小的問題，劃分為4 個子網(wǎng)，其實(shí)可以理解為劃分為6 個子網(wǎng)，但你只使用了其中的4個。比如你想劃分8 個子網(wǎng)，與劃分14 個子網(wǎng)所得到的子網(wǎng)掩碼是一樣的，都占用了4位作為子網(wǎng)號。八、相關(guān)判斷方法1）如何判斷是否做了子網(wǎng)劃分？這個問題很簡單，如果它使用了缺省子網(wǎng)掩碼，那么表示沒有作子網(wǎng)劃分；反之，則一定作了子網(wǎng)劃分。2）如何計(jì)算子網(wǎng)地址？還是老辦法，將ip 地址與子網(wǎng)掩碼的二進(jìn)制形式做與，得到的結(jié)果即為子網(wǎng)地址。3）如何計(jì)算主機(jī)地址？這個也不用說了吧，先將子網(wǎng)掩碼的二進(jìn)制取反，再與 ip 地址做與。4）如何計(jì)算子網(wǎng)數(shù)量？這個問題大家會常常提到，還是從子網(wǎng)掩碼入手，主要有兩個步驟：1.觀察子網(wǎng)掩碼

14、的二進(jìn)制形式，確定作為子網(wǎng)號的位數(shù)n；2.子網(wǎng)數(shù)量為 2的 n 次方 2。（為什么減 2，呵呵，往下看）舉個例子來說，比如有這樣一個子網(wǎng)掩碼：255.255.255.224其二進(jìn)制為：11111111.11111111.11111111.11100000可見 n=3,2 的 3 次方為 8，說明子網(wǎng)地址可能有如下 8 種情況：000001010011100101110111但其中代表網(wǎng)絡(luò)自身的000；代表廣播地址的111 是被保留的，所以要減2，明白了嗎？5）如何計(jì)算總主機(jī)數(shù)量，子網(wǎng)內(nèi)主機(jī)數(shù)量？總主機(jī)數(shù)量子網(wǎng)數(shù)量 子網(wǎng)內(nèi)主機(jī)數(shù)量再用一個例子給大家說明，比如子網(wǎng)掩碼為255.255.255.22

15、4上面的討論知道它最多可以劃分6個子網(wǎng)，那么每個子網(wǎng)內(nèi)最多有多少個主機(jī)呢？其實(shí)上面我已經(jīng)給大家算過了，由于網(wǎng)絡(luò)被劃分為 6個子網(wǎng)，占用了主機(jī)號的前3 位，且是 c 類地址，則主機(jī)號只能用5 位來表示主機(jī)號， 因此子網(wǎng)內(nèi)的主機(jī)數(shù)量（ 2的 5 次方） 230.因此通過這個子網(wǎng)掩碼我們可以算出這個網(wǎng)絡(luò)最多可以標(biāo)識6*30=180 個主機(jī)（可見，在化分子網(wǎng)后，整個網(wǎng)絡(luò)所能標(biāo)識的主機(jī)數(shù)量將減少）。6）計(jì)算 ip 地址范圍通過一個自定義子網(wǎng)掩碼，我們可以得到這個網(wǎng)絡(luò)所有可能的ip 地址范圍。具體步驟：1.寫出二進(jìn)制子網(wǎng)地址；2.將子網(wǎng)地址化為十進(jìn)制；3.計(jì)算子網(wǎng)所能容納主機(jī)數(shù)；4.得出 ip 范圍（起始

16、地址：子網(wǎng)地址1；終止地址：子網(wǎng)地址主機(jī)數(shù)）假設(shè)一個子網(wǎng)掩碼為： 255.255.255.224 ，可知其最多可以劃分6 個子網(wǎng)，子網(wǎng)內(nèi)主機(jī)數(shù)為30，那么所有可能的ip 地址及計(jì)算流程如下：子網(wǎng)子網(wǎng)地址（二進(jìn)制）子網(wǎng)地址實(shí)際ip 范圍1 號11001010.01110000.00001010.00100000202.112.10.32 202.112.10.33-202.112.10.622 號11001010.01110000.00001010.01000000202.112.10.64 202.112.10.65-202.112.10.943 號11001010.01110000.00001010.01100000202.112.10.96 202.112.10.97-202.1