子网

   子网的划分，实际上就是设计于网掩码的过程。子网掩码主要是用来区分IP地址中的网络ID和主机ID，它用来屏蔽IP地址的一部分，从IP地址中分离出网 络ID和主机ID.子网掩码是由4个十进制数组成的数值"中间用"。"分隔，如255.255.255.0。若将它写成二进制的形式为: 11111111.11111111.11111111.00000000，其中为"1"的位分离出网络ID,为"0"的位分离出主机ID，也就是通过将 IP地址与子网掩码进行"与"逻辑操作，得出网络号。
　　例如，假设IP地址为192.160.4.1，子网掩码为255.255.255.0，则网络ID为192.160.4.0,主机ID为0.0.0.1。计算机网络ID的不同，则说明他们不在同一个物理子网内，需通过路由器转发才能进行数据交换。
　 　每类地址具有默认的子网掩码:对于A类为255.0.0.0，对于B类为255.255.0.0，对于C类为255.255.255.0。除了使用上述 的表示方法之外，还有使用于网掩码中"1"的位数来表示的，在默认情况下，A类地址为8位，B类地址为16位，C类地址为24位。例如，A类的某个地址为 12.10.10.3/8，这里的最后一个"8"说明该地址的子网掩码为8位，而199.42.26.0/28表示网络199.42.26。0的子网掩码 位数有28位。
　　如果希望在一个网络中建立子网，就要在这个默认的子网掩码中加入一些位，它减少了用于主机地址的位数。加入到掩码中的位数决定了可以配置的于网。因而，在一个划分了子网的网络中，每个地址包含一个网络地址、一个子网位数和一个主机地址，如图1所示。
　　在图1中，子网位来自主机地址的最高相邻位，并从一个8位的位组边界开始，因为默认的子网掩码总是在8位位组的边界处结束。随着主机位中加入子网位的增加，我们可以从左到右计数，并用和它们位置相关的值。将它们转换为十进制。
　　图1：
　　　
　　
　　从每个主机位加入的子网位中,得到子网的对应十进制数,总结在表1中
　　表1：
　　　
　　
　　下面举例说明，使用没有子网的子网掩码和使用于网的子网掩码的区别。若有二个B类IP地址172.16.2.160，其默认的子网掩码是255.255.0.0，则完成下面任务
　　若不使用子网，即只使用默认的子网掩码，其运算过程如图2所示。
　　若使用8位子网位，则其运算过程如图3所示。
　　注意:在图3中，使用了8位子网位，其子网掩码值从默认的255.255.0.0转变为255.255.255.0，从而使逻辑"与"之后的网络号发生了变化。　
　　图2：
　　　
　　
　　图3：
　　
在思科网络技术学院CCNA教学和考试当中，不少同学在进行IP地址规划时总是很头疼子网和掩码的计算。现在给大家一个小窍门，可以顺利解决这个问题。
　　
　　首先，我们看一个CCNA考试中常见的题型：一个主机的IP地址是202.112.14.137，掩码是255.255.255.224，要求计算这个主机所在网络的网络地址和广播地址。
　　
　 　常规办法是把这个主机地址和子网掩码都换算成二进制数，两者进行逻辑与运算后即可得到网络地址。其实大家只要仔细想想，可以得到另一个方法： 255.255.255.224的掩码所容纳的IP地址有256－224＝32个（包括网络地址和广播地址），那么具有这种掩码的网络地址一定是32的倍 数。而网络地址是子网IP地址的开始，广播地址是结束，可使用的主机地址在这个范围内，因此略小于137而又是32的倍数的只有128，所以得出网络地址 是202.112.14.128。而广播地址就是下一个网络的网络地址减1。而下一个32的倍数是160，因此可以得到广播地址为 202.112.14.159。可参照下图来理解本例。
　　
　　CCNA考试中，还有一种题型，要你根据每个网络的主机数量进行子网地址的规划和计算子网掩码。这也可按上述原则进行计算。比如一个子网有10台主机，那么对于这个子网需要的IP地址是：
　　
　　10＋1＋1＋1＝13
　　
　　注意：加的第一个1是指这个网络连接时所需的网关地址，接着的两个1分别是指网络地址和广播地址。因为13小于16（16等于2的4次方），所以主机位为4位。而
　　
　　256－16＝240
　　
　　所以该子网掩码为255.255.255.240。
　　
　　如果一个子网有14台主机，不少同学常犯的错误是：依然分配具有16个地址空间的子网，而忘记了给网关分配地址。这样就错误了，因为：
　　
　　14＋1＋1＋1＝17
　　
　　17大于16，所以我们只能分配具有32个地址（32等于2的5次方）空间的子网。这时子网掩码为：255.255.255.224。

ip地址是32位的二进制数值，用于在tcp/ip通讯协议中标记每台计算机的地址。通常我们使用点式十进制来表示，如192.168.0.5等等。
　 　每个ip地址又可分为两部分。即网络号部分和主机号部分：网络号表示其所属的网络段编号，主机号则表示该网段中该主机的地址编号。按照网络规模的大小， ip地址可以分为a、b、c、d、e五类，其中a、b、c类是三种主要的类型地址，d类专供多目传送用的多目地址，e类用于扩展备用地址。a、b、c三类 ip地址有效范围如下表：
　　
　　类别 网络号 /占位数 主机号 /占位数 用途
　　a 1～126 / 8 0～255 0～255 1～254 / 24 国家级
　　b 128～191 0～255 / 16 0～255 1～254 / 16 跨过组织
　　c 192～223 0～255 0～255 / 24 1～254 / 8 企业组织
　　
　 　随着互连网应用的不断扩大，原先的ipv4的弊端也逐渐暴露出来，即网络号占位太多，而主机号位太少，所以其能提供的主机地址也越来越稀缺，目前除了使 用nat在企业内部利用保留地址自行分配以外，通常都对一个高类别的ip地址进行再划分，以形成多个子网，提供给不同规模的用户群使用。
　　这里主要是为了在网络分段情况下有效地利用ip地址，通过对主机号的高位部分取作为子网号，从通常的网络位界限中扩展或压缩子网掩码，用来创建某类地址的更多子网。但创建更多的子网时，在每个子网上的可用主机地址数目会比原先减少。
　　子网掩码是标志两个ip地址是否同属于一个子网的，也是32位二进制地址，其每一个为1代表该位是网络位，为0代表主机位。它和ip地址一样也是使用点式十进制来表示的。如果两个ip地址在子网掩码的按位与的计算下所得结果相同，即表明它们共属于同一子网中。
　　在计算子网掩码时，我们要注意ip地址中的保留地址，即“ 0”地址和广播地址，它们是指主机地址或网络地址全为“ 0”或“ 1”时的ip地址，它们代表着本网络地址和广播地址，一般是不能被计算在内的。
　　下面就来以实例来说明子网掩码的算法：
　 　对于无须再划分成子网的ip地址来说，其子网掩码非常简单，即按照其定义即可写出：如某b类ip地址为 10.12.3.0，无须再分割子网，则该ip地址的子网掩码为255.255.0.0。如果它是一个c类地址，则其子网掩码为 255.255.255.0。其它类推，不再详述。下面我们关键要介绍的是一个ip地址，还需要将其高位主机位再作为划分出的子网网络号，剩下的是每个子 网的主机号，这时该如何进行每个子网的掩码计算。
　　一、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。
　　1)将子网数目转化为二进制来表示
　　2)取得该二进制的位数，为 n
　　3)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b类ip地址168.195.0.0划分成27个子网：
　　1)27=11011
　　2)该二进制为五位数，n = 5
　　3)将b类地址的子网掩码255.255.0.0的主机地址前5位置 1，得到 255.255.248.0
　　即为划分成 27个子网的b类ip地址 168.195.0.0的子网掩码。
　　二、利用主机数来计算
　　1)将主机数目转化为二进制来表示
　　2)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，为 n，这里肯定 n<8。如果大于254，则 n>8，这就是说主机地址将占据不止8位。
　　3)使用255.255.255.255来将该类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168.195.0.0划分成若干子网，每个子网内有主机700台：
　　1) 700=1010111100
　　2)该二进制为十位数，n = 10
　　3)将该b类地址的子网掩码255.255.0.0的主机地址全部置 1，得到255.255.255.255
　　然后再从后向前将后 10位置0,即为： 11111111.11111111.11111100.00000000
　　即255.255.252.0。这就是该欲划分成主机为700台的b类ip地址 168.195.0.0的子网掩码。
　　下面列出各类ip地址所能划分出的所有子网，其划分后的主机和子网占位数，以及主机和子网的（最大）数目，注意要去掉保留的ip地址(即划分后有主机位或子网位全为“0”或全为“1”的)：
　　a类ip地址：
　　子网位 /主机位 子网掩码 子网最大数 /主机最大数
　　2/22 255.192.0.0 2/4194302
　　3/21 255.224.0.0 6/2097150
　　4/20 255.240.0.0 14/1048574
　　5/19 255.248.0.0 30/524286
　　6/18 255.252.0.0 62/262142
　　7/17 255.254.0.0 126/131070
　　8/16 255.255.0.0 254/65536
　　9/15 255.255.128.0 510/32766
　　10/14 255.255.192.0 1022/16382
　　11/13 255.255.224.0 2046/8190
　　12/12 255.255.240.0 4094/4094
　　13/11 255.255.248.0 8190/2046
　　14/10 255.255.252.0 16382/1022
　　15/9 255.255.254.0 32766/510
　　16/8 255.255.255.0 65536/254
　　17/7 255.255.255.128 131070/126
　　18/6 255.255.255.192 262142/62
　　19/5 255.255.255.224 524286/30
　　20/4 255.255.255.240 1048574/14
　　21/3 255.255.255.248 2097150/6
　　22/2 255.255.255.252 4194302/2
　　b类ip地址：
　　子网位 /主机位 子网掩码 子网最大数 /主机最大数
　　2/14 255.255.192.0 2/16382
　　3/13 255.255.224.0 6/8190
　　4/12 255.255.240.0 14/4094
　　5/11 255.255.248.0 30/2046
　　6/10 255.255.252.0 62/1022
　　7/9 255.255.254.0 126/510
　　8/8 255.255.255.0 254/254
　　9/7 255.255.255.128 510/126
　　10/6 255.255.255.192 1022/62
　　11/5 255.255.255.224 2046/30
　　12/4 255.255.255.240 4094/14
　　13/3 255.255.255.248 8190/6
　　14/2 255.255.255.252 16382/2
　　c类ip地址：
　　子网位 /主机位 子网掩码 子网最大数 /主机最大数
　　2/6 255.255.255.192 2/62
　　3/5 255.255.255.224 6/30
　　4/4 255.255.255.240 14/14
　　5/3 255.255.255.248 30/6
　　6/2 255.255.255.252 62/2

子网掩码的算法

一、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。
　　1)将子网数目转化为二进制来表示
　　2)取得该二进制的位数，为 N
　　3)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B类IP地址168.195.0.0划分成27个子网：
　　1)27=11011
　　2)该二进制为五位数，N = 5
　　3)将B类地址的子网掩码255.255.0.0的主机地址前5位置 1，得到 255.255.248.0
　　即为划分成 27个子网的B类IP地址 168.195.0.0的子网掩码。
　　二、利用主机数来计算
　　1)将主机数目转化为二进制来表示
　　2)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，为 N，这里肯定 N<8。如果大于254，则 N>8，这就是说主机地址将占据不止8位。
　　3)使用255.255.255.255来将该类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(c)类IP地址168.195.0.0划分成若干子网，每个子网内有主机700台(17)：
　　1) 700=1010111100
　　2)该二进制为十位数，N = 10(1001)
　　3)将该B类地址的子网掩码255.255.0.0的主机地址全部置 1，得到255.255.255.255
　　然后再从后向前将后 10位置0,即为： 11111111.11111111.11111100.00000000
　　即255.255.252.0。这就是该欲划分成主机为700台的B类IP地址 168.195.0.0的子网掩码。

子网掩码的简便算法

举例说明该算法。
　　例：给定一 class c address : 192.168.5.0 ，要求划分20个子网，每个子网5
　　个主机。
　　解：因为4 <5 < 8 ，用256－8＝248 ――>即是所求的子网掩码，对应的子网数
　　也就出来了。这是针对C类地址。老师也只讲了针对C类地址的做法。下面是我自
　　己推出来的针对B类地址的做法。
　　对于B类地址，假如主机数小于或等于254，与C类地址算法相同。
　　对于主机数大于254的，如需主机 700台，50个子网（相当大了），
　　 512 < 700< 1024　
　　256－（1024/256）=256－4＝252 ――>即是所求的子网掩码，对应的子网数也就
　　出来了。
　　上面256－4中的4（2的2次幂）是指主机数用2进制表示时超过8位的位数，即超过
　　2位，掩码为剩余的前6位，即子网数为2（6）－2＝62个。
　　欢迎指正。
　　
　　Append :Host/Subnet Quantities Table