（四）子网掩码

作者: 黒猫 | 来源:发表于2017-04-28 22:51 被阅读265次

（四）子网掩码
计算机网络：网段划分
IP划分
5、变长子网掩码（VLASM）/汇总和TCP/IP故障排除——C
链路层、MAC地址、子网掩码
Linux云计算学习笔记day29
计算机网络(七)：划分子网
Linux运维-day29&&30-子网掩码及静态路由项目
子网划分及子网掩码计算方法
WarMj：子网内主机数、子网数、主机总数计算方法

1、概念简介

子网掩码
　　子网掩码又叫网络掩码、地址掩码，是一个32位地址，用于屏蔽IP地址的一部分以区别网络号和主机号，并说明该IP地址是在局域网上，还是在远程网上。子网掩码不能单独存在，它必须结合IP地址一起使用。
定义规则
　　子网掩码的设定必须遵循一定的规则。与二进制IP地址相同，子网掩码由1和0组成，且1和0必须分别连续。左边是网络位，用二进制数字“1”表示，1的数目等于网络位的长度；右边是主机位，用二进制数字“0”表示，0的数目等于主机位的长度。
表示方法
子网掩码通常有以下两种格式的表示方法：
①通过与IP地址格式相同的点分十进制表示，如：255.0.0.0 或255.255.255.128；
②IP地址后加上"/"符号以及1-32的数字，其中1-32的数字表示子网掩码中网络位的长度，也就是二进制数字“1”的个数，如：192.168.1.1 /24 的子网掩码也可以表示为255.255.255.0，换算成二进制为11111111.11111111.11111111.00000000，网络位共24个“1”。

2、掩码作用

子网掩码的主要作用有两个：

子网掩码是用来判断任意两台计算机的IP地址是否属于同一子网络的根据。
子网掩码之所以要求“1”和“0”必须都是连续的，是为了让子网掩码与IP地址做按位与运算时用“0”遮住原主机数，而不改变原网络号数字，此时若得出两个IP地址的网络号相同，那么就表明属于同一子网；而且这种方式很容易通过“0”的位数确定子网的主机数（2的主机位数次方-2，因为主机号全为“1”时表示该网络广播地址，全为0时表示该网络的网络地址，这是两个特殊地址）。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。
子网掩码用于将一个大的IP网络划分为若干小的子网络，减少IP地址的浪费。
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。随着互联网的发展，越来越多的网络产生，网络中的计算机有的多则几百台，有的只有区区几台，这样就浪费了很多IP地址，因此要划分子网，提高网络应用的效率。

3、掩码分类

子网掩码一共分为两类：

标准子网掩码，也叫做缺省（自动生成）子网掩码，即未划分子网，对应的网络号的位都置1，主机号都置0。

1.判断任意两台计算机的IP地址是否属于同一子网络

假设主机A的IP地址为192.168.0.1，子网掩码为255.255.255.0；主机B的地址为192.168.0.200，子网掩码为255.255.255.0，判断主机A和主机B是否属于同一子网络？

第一步，将IP地址和子网掩码分别换算成二进制： 
192.168.0.1 　换算成二进制为 11000000·10101000·00000000·00000001
192.168.0.200 换算成二进制为 11000000·10101000·00000000·11001000
255.255.255.0 换算成二进制为 11111111·11111111·11111111·00000000
第二步，将两个IP地址分别于对应的子网掩码进行按位与运算，求得网络地址： 
主机A：
11000000·10101000·00000000·00000001
11111111·11111111·11111111·00000000
————————按位与————————
11000000·10101000·00000000·00000000
网络地址换算成十进制为 192.168.0.0 
主机B：
11000000·10101000·00000000·11001000
11111111·11111111·11111111·00000000
————————按位与————————
11000000.10101000.00000000.00000000
网络地址换算成十进制为 192.168.0.0
第三步，比较两个网络地址是否相同： 
主机A的网络地址为 192.168.0.0
主机B的网络地址为 192.168.0.0
相同，因此判断为属于同一子网络。

假设主机A的IP地址为192.168.0.1，子网掩码为255.255.255.192；主机B的地址为192.168.0.200，子网掩码为255.255.255.192，判断主机A和主机B是否属于同一子网络？

第一步，将IP地址和子网掩码分别换算成二进制： 
192.168.0.1 　　换算成二进制为 11000000·10101000·00000000·00000001
192.168.0.200 　换算成二进制为 11000000·10101000·00000000·11001000
255.255.255.192 换算成二进制为 11111111·11111111·11111111·11000000
第二步，将两个IP地址分别于对应的子网掩码进行按位与运算，求得网络地址： 
主机A：
11000000·10101000·00000000·00000001
11111111·11111111·11111111·11000000
————————按位与————————
11000000·10101000·00000000·00000000
网络地址换算成十进制为 192.168.0.0 
主机B：
11000000·10101000·00000000·11001000
11111111·11111111·11111111·11000000
————————按位与————————
11000000.10101000.00000000.11000000
网络地址换算成十进制为 192.168.0.192
第三步，比较两个网络地址是否相同： 
主机A的网络地址为 192.168.0.0
主机B的网络地址为 192.168.0.192
不相同，因此判断为不属于同一子网络。

注意：
选取这两个例子主要想说明：
第一，不要简单认为网络地址就是将IP地址的后几组数改为“0”即可，仅仅是子网掩码对应IP地址的主机位，用二进制数字“0”表示而已；
第二，不要简单认为当IP地址看起来属于同一网段，且子网掩码也相同的情况下，这两个IP地址就一定属于同一子网。

2.通过IP地址和子网掩码计算相关地址

假设IP地址为128.36.199.3，子网掩码是255.255.240.0，计算出网络地址、广播地址、可用地址范围、主机数。

第一步，将IP地址和子网掩码换算为二进制： 
128.36.199.3　换算成二进制为 10000000·00100100·11000111·00000011
255.255.240.0　换算成二进制为 11111111·11111111·11110000·00000000 
子网掩码中二进制位连续全“1”的是网络地址，共有20位；后面二进制位连续全“0”的是主机地址，共有12位。
第二步，IP地址和子网掩码进行按位与运算，求得网络地址： 
10000000·00100100·11000111·00000011
11111111·11111111·11110000·00000000
————————按位与————————
10000000.00100100.11000000.00000000
网络地址换算成十进制为 128.36.192.0
第三步，根据子网掩码，在第二步结果中网络地址二进制位不变的情况下，将主机地址二进制位置为“1”，求得广播地址： 
网络地址 128.36.192.0
10000000.00100100.11000000.00000000
根据子网掩码，主机地址是后12位二进制位，将其置为“1”
10000000.00100100.11001111.11111111
广播地址 128.36.207.255
第四步，可用地址范围是指包含在本网段内的所有主机： 
网络地址+1为第一个主机地址，即起始地址为128.36.192.1；
广播地址-1为最后一个主机地址，即结束地址为128.36.207.254。
地址范围是128.36.192.1——128.36.207.254
第五步，主机数量： 
主机的数量 = 2^二进制主机位的个数-2
根据子网掩码，主机地址是12位二进制位
因此主机数量为2^12-2，即4094。

3.子网划分问题

假设X公司申请了一个C类的IP地址，要连接6个子公司，每个子公司在一个网段中，则子网掩码应该为多少？

第一步，连接6个子公司就是划分为6个子网： 
划分的子网数量 = 2^x （x是掩码位，即掩码位中二进制位是“1”的位数）
因此，根据公式可得 2^x >= 6 , x = 3
第二步，得到C类IP地址的缺省子网掩码： 
子网掩码为 255.255.255.0
换算成二进制为：
11111111.11111111.11111111.00000000
第三步，将C类IP地址的缺省子网掩码的主机地址前3位置“1”，可得结果： 
缺省子网掩码：
11111111.11111111.11111111.00000000
置1后子网掩码：
11111111.11111111.11111111.11100000
换算成十进制为： 255.255.255.224
划分子网就是把主机号前几位当做子网号，并添加到网络号里扩充网络号，可参见本篇之前第四部分“可变长子网掩码（VLSM）”中的描述。

假设依然是X公司，要求每一个子公司要容纳800台主机，则子网掩码应该为多少？

第一步，根据公式求出实际主机数： 
主机数 = 2^y-2（y是主机位，即子网掩码中二进制位是“0”的位数）
因此，根据公式可得 2^y-2 >= 800，y = 10
第二步，得到C类IP地址的缺省子网掩码，并将主机地址全部置为“1”： 
子网掩码为 255.255.255.0
换算成二进制为：
11111111.11111111.11111111.00000000
主机地址置为“1”后：
11111111.11111111.11111111.11111111
第三步，将主机地址置为“1”后的子网掩码，从最后依次向前数10个二进制位，置为“0”，可得结果： 
主机地址置为“1”后：
11111111.11111111.11111111.11111111
从最后依次向前数10个二进制位，置为“0”：
11111111.11111111.11111100.00000000
换算成十进制为： 255.255.252.000

4.快速划分练习

已知：
①IP地址为C类
②子网掩码为255.255.255.128 /25
③网络地址为192.168.10.0
求：
①可划分多少子网
②每个子网中可容纳多少台主机
③有哪些合法子网地址
④每个子网的广播地址
⑤有多少有效主机地址

回答问题①： 
划分的子网数量 = 2^x （x是掩码位，即掩码位中二进制位是“1”的位数）
C类IP地址的缺省子网掩码为255.255.255.0，共24个二进制位是“1”，已知条件②表示共有25个二进制位是“1”，多的1个就是掩码位扩充得到的。
因此，划分的子网数量 = 2^1，即可划分2个子网。
回答问题②： 
主机数 = 2^y-2（y是主机位，即子网掩码中二进制位是“0”的位数）
子网掩码一共只有32个二进制位，其中25个二进制位是“1”，那么二进制位是“0”的位数有32-25，即7个。
因此，可容纳的主机数 = 2^7-2，即126台主机。
回答问题③： 
合法子网号 = 256-十进制的子网掩码掩码位
已知是C类IP地址，且子网掩码是255.255.255.128，则十进制掩码位是128。
因此，合法子网号 = 256-128 = 128，即合法子网地址为192.168.10.0、192.168.10.128。
回答问题④： 
子网广播地址 = 下一个子网地址-1
已知合法子网地址为192.168.10.0、192.168.10.128。
因此，子网的广播地址分别是192.168.10.127、192.168.10.255。
回答问题⑤： 
有效主机地址 = 介于子网地址和广播地址之间的所有地址
因此，有效主机地址是192.168.10.1-192.168.10.126、192.168.10.129-192.168.10.254。

已知：
①IP地址为B类
②子网掩码为255.255.255.128 /25
（此时子网掩码指使用了9位来进行子网划分的B类子网掩码，并不是C类子网掩码）
③网络地址为172.16.0.0
求：
①可划分多少子网
②每个子网中可容纳多少台主机
③有哪些合法子网地址
④每个子网的广播地址
⑤有多少有效主机地址

回答问题①： 
划分的子网数量 = 2^x （x是掩码位，即掩码位中二进制位是“1”的位数）
B类IP地址的缺省子网掩码为255.255.0.0，共16个二进制位是“1”，已知条件②表示共有25个二进制位是“1”，多的9个就是掩码位扩充得到的。
因此，划分的子网数量 = 2^9，即可划分512个子网。
回答问题②： 
主机数 = 2^y-2（y是主机位，即子网掩码中二进制位是“0”的位数）
子网掩码一共只有32个二进制位，其中25个二进制位是“1”，那么二进制位是“0”的位数有32-25，即7个。
因此，可容纳的主机数 = 2^7-2，即126台主机。
回答问题③： 
合法子网号 = 256-十进制的子网掩码掩码位
已知是B类IP地址，那么缺省子网掩码是255.255.0.0，已知的子网掩码是255.255.255.128，则十进制掩码位是255和128。
因此，合法子网号 = 256-255 = 1，256-128 = 128，即合法子网地址为176.16.0.0、172.16.0.128，172.16.1.0、172.16.1.128，172.16.2.0、172.16.2.128……共512个。
回答问题④： 
子网广播地址 = 下一个子网地址-1
已知合法子网地址为172.16.0.0、172.16.0.128，172.16.1.0、172.16.1.128，172.16.2.0、172.16.2.128……
因此，子网的广播地址分别是172.16.0.127、172.16.0.255，172.16.1.127、172.16.1.255，172.16.2.127、172.16.2.255……。
回答问题⑤： 
有效主机地址 = 介于子网地址和广播地址之间的所有地址
因此，有效主机地址是172.16.0.1-172.16.0.126、172.16.0.129-172.16.0.254，172.16.1.1-172.16.1.126、172.16.1.129-172.16.1.254，172.16.2.1-172.16.2.126、172.16.2.129-172.16.2.254……

已知：
①IP地址为A类
②子网掩码为255.255.240.0 /20
（此处子网掩码是B类子网掩码）
网络地址为10.0.0.0
求：
①可划分多少子网
②每个子网中可容纳多少台主机
③有哪些合法子网地址
④每个子网的广播地址
⑤有多少有效主机地址

回答问题①： 
划分的子网数量 = 2^x （x是掩码位，即掩码位中二进制位是“1”的位数）
A类IP地址的缺省子网掩码为255.0.0.0，共8个二进制位是“1”，已知条件②表示共有20个二进制位是“1”，多的12个就是掩码位扩充得到的。
因此，划分的子网数量 = 2^12，即可划分4096个子网。
回答问题②： 
主机数 = 2^y-2（y是主机位，即子网掩码中二进制位是“0”的位数）
子网掩码一共只有32个二进制位，其中20个二进制位是“1”，那么二进制位是“0”的位数有32-25，即12个。
因此，可容纳的主机数 = 2^12-2，即4094台主机。
回答问题③： 
合法子网号 = 256-十进制的子网掩码掩码位
已知是A类IP地址，那么缺省子网掩码是255.0.0.0，已知是B类子网掩码255.255.240.0，则十进制掩码位是240。
因此，合法子网号 = 256-240 = 16，即合法子网地址为10.0.0.0、10.0.16.0、10.0.32.0、10.0.48.0……共4096个。
回答问题④： 
子网广播地址 = 下一个子网地址-1
已知合法子网地址为10.0.0.0、10.0.16.0、10.0.32.0、10.0.48.0……
因此，子网的广播地址分别是10.0.15.255、10.0.31.255、10.0.47.255……。
回答问题⑤： 
有效主机地址 = 介于子网地址和广播地址之间的所有地址
因此，有效主机地址是10.0.0.1-10.0.15.254、10.0.16.1-10.0.31.254、10.0.32.1-10.0.47.254、10.0.48.1-10.0.62.254……

版权声明：欢迎转载，欢迎扩散，但转载时请标明作者以及原文出处，谢谢合作！             ↓↓↓

（四）子网掩码
1、概念简介子网掩码子网掩码又叫网络掩码、地址掩码，是一个32位地址，用于屏蔽IP地址的一部分以区别网络号和主机...
计算机网络：网段划分
子网掩码：标识：A类地址子网掩码，255.0.0.0, B类地址子网掩码；255.255.0.0； C类地址子网...
IP划分
A类地址的默认子网掩码是255.0.0.0 B类地址的默认子网掩码是255.255.0.0 C类地址的默认子网掩码...
5、变长子网掩码（VLASM）/汇总和TCP/IP故障排除——C
5.1 变长子网掩码（VLSM） VLSM（Variable Length Subnet Mask，变长子网掩码）...
链路层、MAC地址、子网掩码
提要 Q: 什么是子网掩码？为什么需要子网掩码？ip跟子网掩码的关系？数据链路层做了什么？ARP干了什么？其中m...
Linux云计算学习笔记day29
子网掩码 1、什么是子网掩码？子网掩码又叫网络掩码、地址掩码主要作用使用用来进行网络化分，通过IP地址的学习网络...
计算机网络(七)：划分子网
子网掩码子网掩码表示法192.0.0.1 255.255.0.0192.0.0.0/16 逻辑与运算地址和子网掩...
Linux运维-day29&&30-子网掩码及静态路由项目
一、子网掩码※※ 1.1 什么是子网掩码？概念：将一个大的局域网，划分成多个小的局域网1>子网掩码又叫网络掩码、...
子网划分及子网掩码计算方法
子网划分及子网掩码计算方法一、子网掩码的概述及作用子网掩码是一个应用于TCP/IP网络的32位二进制值，每节8...
WarMj：子网内主机数、子网数、主机总数计算方法
通过子网掩码计算子网内主机数、子网数、主机总数例.子网掩码：（255.255.224.0）10 >>（1111...