子網(wǎng)掩碼如何計算？

IP地址是以網(wǎng)絡(luò)號和主機號來表示網(wǎng)絡(luò)上的主機的，只有在一個網(wǎng)絡(luò)號下的計算機之間才能“直接”互通，不同網(wǎng)絡(luò)號的計算機要通過網(wǎng)關(guān)（Gateway）才能互通。但這樣的劃分在某些情況下顯得并不十分靈活。為此IP網(wǎng)絡(luò)還允許劃分成更小的網(wǎng)絡(luò)，稱為子網(wǎng)（Subnet），這樣就產(chǎn)生了子網(wǎng)掩碼。子網(wǎng)掩碼的作用就是用來判斷任意兩個IP地址是否屬于同一子網(wǎng)絡(luò)，這時只有在同一子網(wǎng)的計算機才能"直接"互通。那么子網(wǎng)掩碼如何計算？

前面講到IP地址分網(wǎng)絡(luò)號和主機號，要將一個網(wǎng)絡(luò)劃分為多個子網(wǎng)，因此網(wǎng)絡(luò)號將要占用原來的主機位，如對于一個C類地址，它用24位來標識網(wǎng)絡(luò)號，要將其劃分為2個子網(wǎng)則需要占用1位原來的主機標識位。此時網(wǎng)絡(luò)號位變?yōu)?5位，主機標示變?yōu)?位。同理借用2個主機位則可以將一個C類網(wǎng)絡(luò)劃分為4個子網(wǎng)……那計算機是怎樣才知道這一網(wǎng)絡(luò)是否劃分了子網(wǎng)呢？這就可以從子網(wǎng)掩碼中看出。子網(wǎng)掩碼和IP地址一樣有32bit，確定子網(wǎng)掩碼的方法是其與IP地址中標識網(wǎng)絡(luò)號的所有對應(yīng)位都用"1"，而與主機號對應(yīng)的位都是"0"。如分為2個子網(wǎng)的C類IP地址用25位來標識網(wǎng)絡(luò)號，則其子網(wǎng)掩碼為：11111111 11111111 11111111 10000000即255.255.255.128。于是我們可以知道，A類地址的缺省子網(wǎng)掩碼為255.0.0.0,B類為255.255.0.0,C類為255.255.255.0。下表是C類地址子網(wǎng)劃分及相關(guān)子網(wǎng)掩碼：

子網(wǎng)位數(shù) 　子網(wǎng)掩碼主機數(shù) 可用主機數(shù)

1 　255.255.255.128 　128 　 126

2 　255.255.255.192　 64 　 62

3 　255.255.255.224 　32 　 30

4 　255.255.255.240 　16 　14

5　 255.255.255.248 　8 　 6

6 　255.255.255.252 　4　 　 2

你可能注意到上表分了主機數(shù)和可用主機數(shù)兩項，這是為什么呢？因為當(dāng)?shù)刂返乃兄鳈C位都為"0"時，這一地址為子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)地址，而當(dāng)所有主機位都為"1"時為廣播地址。

同時我們還可以使用可變長掩碼（VLSM）就是指一個網(wǎng)絡(luò)可以用不同的掩碼進行配置。這樣做的目的是為了使把一個網(wǎng)絡(luò)劃分成多個子網(wǎng)更加方便。在沒有VLSM的情況下，一個網(wǎng)絡(luò)只能使用一種子網(wǎng)掩碼，這就限制了在給定的子網(wǎng)數(shù)目條件下主機的數(shù)目。例如你被分配了一個C類地址，網(wǎng)絡(luò)號為192.168.10.0,而你現(xiàn)在需要將其劃分為三個子網(wǎng),其中一個子網(wǎng)有100臺主機,其余的兩個子網(wǎng)有50臺主機。我們知道一個C類地址有254個可用地址，那么你如何選擇子網(wǎng)掩碼呢？從上表中我們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)我們在所有子網(wǎng)中都使用一個子網(wǎng)掩碼時這一問題是無法解決的。此時VLSM就派上了用場，我們可以在100個主機的子網(wǎng)使用255.255.255.128這一掩碼，它可以使用192.168.10.0到192.168.10.127這128個IP地址，其中可用主機號為126個。我們再把剩下的192.168.10.128到192.168.10.255這128個IP地址分成兩個子網(wǎng)，子網(wǎng)掩碼為255.255.255.192。其中一個子網(wǎng)的地址從192.168.10.128到192.168.10.191,另一子網(wǎng)的地址從192.168.10.192到192.168.10.255。子網(wǎng)掩碼為255.255.255.192每個子網(wǎng)的可用主機地址都為62個，這樣就達到了要求?？梢钥闯龊侠硎褂米泳W(wǎng)掩碼，可以使IP地址更加便于管理和控制。

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定義子網(wǎng)掩碼

用于子網(wǎng)掩碼的位數(shù)決定于可能的子網(wǎng)數(shù)目和每個子網(wǎng)的主機數(shù)目。在定義子網(wǎng)掩碼前，必須弄清楚本來使用的子網(wǎng)數(shù)和主機數(shù)目。

定義子網(wǎng)掩碼的步驟為：

A、確定哪些組地址歸我們使用。比如我們申請到的網(wǎng)絡(luò)號為 “210.73.a.b”，該網(wǎng)絡(luò)地址為c類IP地址，網(wǎng)絡(luò)標識為“210.73.a”，主機標識為“b”。

B、根據(jù)我們所需的子網(wǎng)數(shù)以及將來可能擴充到的子網(wǎng)數(shù)，用宿主機的一些位來定義子網(wǎng)掩碼。比如我們需要12個子網(wǎng)，將來可能需要16個。用第四個字節(jié)的前四位確定子網(wǎng)掩碼。前四位都置為“1”，即第四個字節(jié)為“11110000”，這個數(shù)我們暫且稱作新的二進制子網(wǎng)掩碼。

C、把對應(yīng)初始網(wǎng)絡(luò)的各個位都置為“1”，即前三個字節(jié)都置為“1”，則子網(wǎng)掩碼的間斷二進制形式為：“11111111.11111111.11111111.11110000” 。

D、把這個數(shù)轉(zhuǎn)化為間斷十進制形式為：“255.255.255.240” 。

計算方式

由于子網(wǎng)掩碼的位數(shù)決定于可能的子網(wǎng)數(shù)目和每個子網(wǎng)的主機數(shù)目。在定義子網(wǎng)掩碼前，必須弄清楚本來使用的子網(wǎng)數(shù)和主機數(shù)目。

根據(jù)子網(wǎng)數(shù)

利用子網(wǎng)數(shù)來計算

在求子網(wǎng)掩碼之前必須先搞清楚要劃分的子網(wǎng)數(shù)目，以及每個子網(wǎng)內(nèi)的所需主機數(shù)目。

1)將子網(wǎng)數(shù)目轉(zhuǎn)化為二進制來表示

2)取得該二進制的位數(shù)，為 N

3)取得該IP地址的類子網(wǎng)掩碼，將其主機地址部分的前N位置1 即得出該IP地址劃分子網(wǎng)的子網(wǎng)掩碼。

如欲將B類IP地址168.195.0.0劃分成27個子網(wǎng)：

1)27=11011

2)該二進制為五位數(shù)，N = 5

3)將B類地址的子網(wǎng)掩碼255.255.0.0的主機地址前5位置1（B類地址的主機位包括后兩個字節(jié)，所以這里要把第三個字節(jié)的前5位置1），得到 255.255.248.0

即為劃分成27個子網(wǎng)的B類IP地址 168.195.0.0的子網(wǎng)掩碼（實際上是劃成了32-2=30個子網(wǎng)）。

這一段介紹的是舊標準下計算的方法，關(guān)于舊的標準后文在介紹，在新標準中則可以先將27減去1，因為計算機是從0開始計算的，從0到27實際上是有28個，所以說如果需要27個就需要將27減去1。

根據(jù)主機數(shù)

利用主機數(shù)來計算

1)將主機數(shù)目轉(zhuǎn)化為二進制來表示

2)如果主機數(shù)小于或等于254（注意去掉保留的兩個IP地址），則取得該主機的二進制位數(shù)，為 N，這里肯定N<8。如果大于254，則 N>8，這就是說主機地址將占據(jù)不止8位。

3)使用255.255.255.255來將該類IP地址的主機地址位數(shù)全部置1，然后從后向前的將N位全部置為 0，即為子網(wǎng)掩碼值。

如欲將B類IP地址168.195.0.0劃分成若干子網(wǎng)，每個子網(wǎng)內(nèi)有主機700臺：

1. 700=1010111100

2)該二進制為十位數(shù)，N = 10

3)將該B類地址的子網(wǎng)掩碼255.255.0.0的主機地址全部置1，得到255.255.255.255

然后再從后向前將后10位置0,即為： 11111111.11111111.11111100.00000000

即255.255.252.0。這就是該欲劃分成主機為700臺的B類IP地址168.195.0.0的子網(wǎng)掩碼。

子網(wǎng)掩碼最直接的作用是判斷IP地址與另一個IP地址是否在同一個網(wǎng)段內(nèi)。

下面先簡單看一個電腦上IP的基本配置

IP地址：192.168.0.5

子網(wǎng)掩碼：255.255.255.0

默認網(wǎng)關(guān)：192.168.0.1

如上的例子，IP地址、子網(wǎng)掩碼、默認網(wǎng)關(guān)。假如現(xiàn)在上邊的電腦A（IP地址192.168.0.5）要給電腦B（IP地址為192.168.0.22）發(fā)送數(shù)據(jù)，首先A將數(shù)據(jù)發(fā)到路由器，路由器經(jīng)過判斷B的地址和A的地址在同一個網(wǎng)段內(nèi)，然后路由器就將數(shù)據(jù)直接發(fā)送給B。

路由器具體使用子網(wǎng)掩碼來判斷IP地址是先將這些IP地址和子網(wǎng)掩碼都換成二進制，然后按照子網(wǎng)掩碼的最長位數(shù)的1來比較。

第一步：轉(zhuǎn)換為二進制

A的IP地址：11000000，10101000，00000000，00000101

子網(wǎng)掩碼：11111111，11111111，11111111，00000000

B的IP地址：11000000，10101000，00000000，00010110

第二步：按照子網(wǎng)掩碼最長1來比較

看上邊的內(nèi)容，子網(wǎng)掩碼在左邊一共有24位為1，那這樣的意思就是如果兩個IP地址的前24位都相同的話，那這兩個IP地址就是在同一個網(wǎng)段內(nèi)，看到我紅色標記的A和B的地址都相同，那這就說明A和B在同一個網(wǎng)段內(nèi)。

再看一個例子，如果還是A地址的數(shù)據(jù)發(fā)到C地址，C的IP地址為192.168.56.21

第一步：轉(zhuǎn)換為二進制

A的IP地址：11000000，10101000，00000000，00000101

子網(wǎng)掩碼：11111111，11111111，11111111，00000000

C的IP地址：11000000，10101000，00111000，00010101

第二步：按照子網(wǎng)掩碼最長1來比較

看上邊的A和C，按照子網(wǎng)掩碼的要求，如果C的前24位和A的前24位都相同的話，那么A和C才是同一網(wǎng)段的，看上邊C的地址，我用藍色來標注不同的位數(shù)，這樣A 和C就不在同一個網(wǎng)段內(nèi)，路由器就不能直接把A要發(fā)給C的數(shù)據(jù)直接經(jīng)過一個路由器給發(fā)送過去，這樣路由器就要先將A的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到另外一個路由器（一個不行就繼續(xù)往下發(fā)），然后再發(fā)到C上。

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