子网掩码与网络划分
- 1.子网掩码
- 1.1 什么是子网掩码？
- 1.2子网掩码的作用
- 2. 如何划分子网？
- 3.如何计算网络地址与广播地址？
- 3.1具体案例
1.子网掩码
1.1 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：
ipv4 ：32位地址，分成四段，一般用点分十进制来表示。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，还是在广域网上。（对应的ip地址，网络部分用1表示，主机部分用0表示）
Ipv6：由128位组成，一般用：隔开，十六进制表示
Ipv4地址由两部分组成：网络部分（固定不变） 主机部分
192.168.1.0（网络地址） 192.168.1.255（广播地址）
1.2子网掩码的作用
子网掩码一定是配合IP地址来使用的。对于常用网络A、 B、C 类IP地址其默认子网掩码的二进制与十进制对应关系如下图所示。子网掩码工作过程是：将32位的子网掩码与IP地址进行二进制形式的 **按位逻辑“与”运算** 得到的便是网络地址，将子网掩码二进制和IP地址二进制进行逻辑“与”（AND）运算，得到的就是主机地址。
eg：192.168.10.11 AND 255.255.255.0，结果为192.168.10.0，其表达的含义为：该IP地址属于 192.168.10.0这个网络，其主机号为11，即这个网络中编号为11的主机。
当一组IP地址指定给一个公司时，公司可能将该网络“分割成”小的网络，每个部门一个。这样，技术部门和管理部门都可以有属于它们的小网络。通过划分子网，我们可以按照我们的需要将网络分割成小网络。这样也有助于降低流量和隐藏网络的复杂性。
2. 如何划分子网？
子网掩码机制提供了子网划分的方法。其作用是：减少网络上的通信量；节省IP地址；便于管理；解决物理网络本身的某些问题。使用子网掩码划分子网后，子网内可以通信，跨子网不能通信，子网间通信应该使用路由器，并正确配置静态路由信息。划分子网，就应遵循子网划分结构的规则。就是用连续的1在IP地址中增加表示网络地址，同时减少表示主机地址的位数。
以127开头的IP地址都代表本机（广播地址 127.255.255.255除外）
127.0.0.1是本机回环地址。
169.254.0.0~169.254.255.255 DHCP服务失效时分配的地址(固定不变)
/8 /12 /16是告诉你子网掩码在哪个段 比如/24就是C类地址
/26就是有26个1； /17就是有17个1
3.如何计算网络地址与广播地址？
求网络地址（子网掩码 和 ip地址 作与运算[有0出0 全1出1]）
子网数=2^n，其中n为子网部分的位数，eg：/26，n=26-24=2（即最后一段11000000有两个1）；
主机数（可用ip）=2^N-2,其中N为主机部分位数：N=32-26
子网掩码：/24 最后一段 为全0 是0；/25最后一段是10000000是128……同理
子网个数（公式）【看最后一段1的个数】：/24 是2的0次方=1；/25是2的一次方=2……
Ip数量（看最后一段0的个数）：/24是8个0 即为2的8次方=256；25是7个0即为2^7=128……
可用ip：2^N-2(去头去尾)
Eg1:求192.168.1.189/26的网络地址 和广播地址？
子网掩码： 11111111 11111111 11111111 11000000
IP地址 ： 11000000 10101000 00000001 10111101
……………………………………………………………………………………
相与之后（网络地址）：11000000 10101000 00000001 10000000
网络地址：192.168.1.128 广播地址：192.168.1.191Eg2：192.168.10.134/28（c类）
子网掩码：255.255.255.240
子网个数：n=28-24=4 2^4=16
ip数量：N=16 2^4=16
可用ip：/28是4个0，即为2^4=16 16-2=14
0-15；16-31；32-47；48-63；64-79；80-95；96-111；112-127；128-143；144-159；160-175；176-191；192-207；208-223；224-239；240~2553.1具体案例
**题目：**一个公司申请一个C类ip地址，这个公司有4个部门，A部门有10台主机，B部门有15台主机，C部门有30台主机，D部门有20台主机，现在需要给每个部分划分一个子网。分配了一个总的网段为：192.168.2.0/24，怎么为每个部门划分单独的网段呢？
(网络部分+主机部分)
答：
【分析：】
由题知：四个部分，至少需要四个子网，子网数为>=4【子网数=2^n】，
主机数为>=30[主机数（可用ip）=2^N-2]，192.168.2.0/24为C类ip地址。
首先 ：C类默认的子网掩码是：255.255.255.0
转换为二进制数为：11111111.11111111.11111111.00000000子网划分是通过牺牲主机的数量来转换子网数的，2^n>=4，n=2。需要牺牲主机位为2位及对应的二进制码为：11111111.11111111.11111111.11000000转换为十进制为：255.255.255.192，所以子网掩码为255.255.255.192。
为验证子网结构是否符合要求，计算当前子网主机(N=8-2=6,占用的两位主机数)
得2^6-2=62>=30（满足了最多部门的需求别的部门都可以满足）
所以依据所算子网掩码进行排列组合得出4个子网：
11111111.11111111.11111111.00000000 网段：00000000-00111111 0-63
可用ip：1-62
11111111.11111111.11111111.01000000 网段： 01000000-01111111 64-127 可用IP：65-126
11111111.11111111.11111111.10000000 网段： 10000000-10111111 128-191
可用ip：129-190
11111111.11111111.11111111.11000000 网段：11000000-11111111 192-255
可用ip：193-254
同时在网络地址分配中同为1和同为0的地址不用【掐头去尾】所以出现了子网不够用的情况，怎么办呢？
则说明2的2次方是不够用的，需要再借一位，即2的3次方。
使用公式 2^n-2>= 4个子网，依据前面得出n=3。
所以主机位为5位，对应的子网数为3位。
子网掩码为：255.255.255.224
对应二进制为：11111111.11111111.11111111.11100000
依据所算子网掩码进行排列组合得出8个子网数（000\001\010\011\100\101\110\111）掐头去尾，现在可用有六个子网数。
00000000-00011111、00100000-00111111、01000000-01011111
0-31（30台） 32-63 64-95 96-127、128-159、160-191、192-223、224-255
