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子网掩码的作用和意义 什么是子网掩码

生活经验知识分享


TCP/IP协议的设置 。
一、IP地址
IP是英文Internet Protocol的缩写 ， 意思是“网络之间互连的协议” ， 也就是为计算机网络相互连接进行通信而设计的协议 。在因特网中 ， 它是能使连接到网上的所有计算机网络实现相互通信的一套规则 ， 规定了计算机在因特网上进行通信时应当遵守的规则 。任何厂家生产的计算机系统 ， 只要遵守IP协议就可以与因特网互连互通 。正是因为有了IP协议 ， 因特网才得以迅速发展成为世界上最大的、开放的计算机通信网络 。因此 ， IP协议也可以叫做“因特网协议” 。
互联网是由许多小型网络构成的 ， 每个网络上都有许多主机 ， 这样便构成了一个有层次的结构 。IP地址在设计时就考虑到地址分配的层次特点 ， 将每个IP地址都分割成网络号和主机号两部分 ， 以便于IP地址的寻址操作 。
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192.168.1.5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 。
二、什么是子网掩码
子网掩码(subnet mask)又叫网络掩码、地址掩码、子网络遮罩 ， 它是一种用来指明一个IP地址的哪些位标识的是主机所在的子网 ， 以及哪些位标识的是主机的位掩码 。
子网掩码不能单独存在 ， 它必须结合IP地址一起使用 。子网掩码只有一个作用 ， 就是将某个IP地址划分成网络地址和主机地址两部分 。
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 。
三、常用的子网掩码
子网掩码有数百种 ， 这里只介绍最常用的两种子网掩码 ， 它们分别是“255.255.255.0”和“255.255.0.0” 。
1. 子网掩码是“255.255.255.0”的网络：
最后面一个数字可以在0~255范围内任意变化 ， 因此可以提供256个IP地址 。但是实际可用的IP地址数量是256-2 ， 即254个 ， 因为主机号不能全是“0”或全是“1” 。
2. 子网掩码是“255.255.0.0”的网络：
后面两个数字可以在0~255范围内任意变化 ， 可以提供65536个IP地址 。但是实际可用的IP地址数量减2 ， 即65534个 。
IP地址的子网掩码设置不是任意的 。如果将子网掩码设置过大 ， 也就是说子网范围扩大 ， 那么 ， 根据子网寻径规则 ， 很可能发往和本地机不在同一子网内的目的机的数据 ， 会因为错误的判断而认为目的机是在同一子网内 。
四、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 10.14.3.0 ， 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
【子网掩码的作用和意义 什么是子网掩码】 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)：

五、举例
1、一个主机的IP地址是211.112.18.137 ， 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 。
另一种方法：
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211.112.18.128 。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211.112.18.159 。
2、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 。
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 ， 不少人常犯的错误是：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
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