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1、什么是子网掩码? 子网掩码是每个网管必须要掌握的基础知识,只有掌握它,才能够真正理解TCP/IP 协议的设置.以下我们就来深入浅出地讲解什么是子网掩码. IP 地址的结构 要想理解什么是子网掩码,就不能不了解 IP 地址的构成.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 地址的网络号和主机号各是多少位呢?如果不指定,就不知道哪些位是网络号、哪些是主机号,这就需要通过子网掩码来实现. 什么是子网掩码 子网掩码不能单独存在,它必
2、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 网掩码的设定必须遵循一定的规则.与 IP 地址相同,子网掩码的长度也是 32位,左边是网络位,用二进制数字“1”表示;右边是主机位,用二进制数字“0” 表示.附图所示的就是 IP 地址为“192.168.1.1”和子网掩码为“255.255.255.0”的二进制对照.其中,“1”有 24 个,代表与此相 对应的 IP地址左边 24 位是网络号;“0”有 8 个,代表与此相对应的 IP 地址右边 8 位是主机号.这样,子网掩码就确定了一个 IP 地址的 32 位二进制数字中 哪些是网络号
3、、哪些是主机号.这对于采用 TCP/IP 协议的网络来说非常重要,只有通过子网掩码,才能表明一台主机所在的子网与其他子网的关系,使网络正 常工作. 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 0255 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
4、255 范围内任意变化,可以提供 2552 个 IP 地址.但是实际可用的 IP 地址数量是 2552-2,即65023 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,那么,数据包将会误发. 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
5、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 1126 / 8 0255 0255 1254 / 24 国家级 B 128191 0255 / 16 0255 1254 / 16 跨过组织 C 192223 0255 0255 / 24 1254 / 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
6、,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
7、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 255.255.2
8、55.0.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
9、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 N8,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
10、 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
11、 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 25
12、5.255.192.0 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
13、 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.
14、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
15、5/3 255.255.255.248 30/6 6/2 255.255.255.252 62/2 再根据 CCNA 中会出现的题目给大家举个例子: 首先,我们看一个考试中常见的题型: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 256-22432 个(包括网络地址和广播地址),那么具有这种掩码的网络地
16、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.可参照下表来理解本例. 子网络 2 进制子网络域数 2 进制主机域数的范围 2 进制主机域数的范围 第 1 个子网络 000 00000 thru 11111 .0 thru.31 第 2 个子网络 001 00000 thru 11111 .32 thru.63 第 3 个子网络 010 00000 thru 11111 .64 thru.95 第 4 个子网络 011 00000 thru 11111 .96 thru.127 第 5 个子网络 100 00000 thru 11111 .128 thru.159 第 6 个子网络 101 00000 thru 11111 .1
