一个合法有效的IP地址由IP地址和子网掩码共同组成,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。
  子网掩码的设定必须遵循一定的规则。与IP地址相同,子网掩码由1和0组成,且1和0分别连续。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,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。这样做的目的是为了让掩码与ip地址做AND运算时用0遮住原主机数,而不改变原网络段数字,而且很容易通过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号,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。
  子网掩码的术语是扩展的网络前缀码不是一个地址,但是可以确定一个网络层地址哪一部分是网络号,哪一部分是主机号,1 的部分代表网络号,掩码为 0的部分代表主机号。子网掩码的作用就是获取主机 IP的网络地址信息,用于区别主机通信不同情况,由此选择不同路由。其中 A类地址的默认子网掩码为 255.0.0.0;B类地址的默认子网掩码为 255.255.0.0;C类地址的默认子网掩码为:255.255.255.0。
 
 
在动手划分之前,一定要考虑网络目前的需求和将来的需求计划。
划分子网主要从以下方面考虑:
1.网络中物理段的数量(即要划分的子网数量)
2.每个物理段的主机的数量

确定子网掩码的步骤:
第一步:确定物理网段的数量,并将其转换为二进制数,并确定位数n。如:你需要6个子网,6的二进制值为110,共3位,即n=3;
第二步:按照你ip地址的类型写出其缺省子网掩码。如C类,则缺省子网掩码为11111111.11111111.11111111.00000000;
第三步:将子网掩码中与主机号的前n位对应的位置置1,其余位置置0。若n=3且为
C类地址:则得到子网掩码为11111111.11111111.11111111.11100000化为十进制得到255.255.255.224
B类地址:则得到子网掩码为11111111.11111111.11100000.00000000化为十进制得到255.255.224.0
A类地址:则得到子网掩码为11111111.11100000.00000000.00000000化为十进制得到255.224.0.0
另:由于网络被划分为6个子网,占用了主机号的前3位,若是C类地址,则主机号只能用5位来表示主机号,因此每个子网内的主机数量=(2的5次方)-2=30,6个子网总共所能标识的主机数将小于254,这点请大家注意!

解惑:
1.你可能有这样的疑问,比如在上面的例子里,6的二进制值为110,那么为什么要将子网掩码中与主机号的前n位对应的位置都置1,而不是用6的二进制110去替代前n位呢?
呵呵,这个问题提的很好,答案是这样的:我们计算子网掩码的目的是什么?就是希望它在做'与'的时候能够解析出网络号,也就是说它与网络号所对应的位置都应该是1(当然包括与子网号所对应的位置),那么很显然,你写上110是不对的,如果你这么写,那么它的意义是主机号的前两位作为子网号,那么这样将最多划分2个子网(不明白没关系,下面有计算子网数量的方法),与我们当初所要划分的6个子网显然是不一致的。这样解释你能明白马?

2.细心的人可能会发现,划分4个子网,5个子网和6个子网的子网掩码是一样的,同为255.255.255.224,是不是错了呢?三个子网掩码应该不同呀?呵呵,是这样的,因为4,5,6的二进制值都是3为,因此在子网掩码中这三位都置1,划分是没有问题的,只是你的理解上有一点小小的问题,划分为4个子网,其实可以理解为划分为6个子网,但你只使用了其中的4个。比如你想划分8个子网,与划分14个子网所得到的子网掩码是一样的,都占用了4位作为子网号。
相关判断方法

1)如何判断是否做了子网划分?
这个问题很简单,如果它使用了缺省子网掩码,那么表示没有作子网划分;反之,则一定作了子网划分。

2)如何计算子网地址?
还是老办法,将ip地址与子网掩码的二进制形式做'与',得到的结果即为子网地址。

3)如何计算主机地址?
这个也不用说了吧,先将子网掩码的二进制取'反',再与ip地址做'与'。

4)如何计算子网数量?
这个问题大家会常常提到,还是从子网掩码入手,主要有两个步骤:
1.观察子网掩码的二进制形式,确定作为子网号的位数n;
2.子网数量为2的n次方-2。(为什么减2,呵呵,往下看)
举个例子来说,比如有这样一个子网掩码:255.255.255.224其二进制为:
11111111.11111111.11111111.11100000可见n=3,2的3次方为8,说明子网地址可能有
如下8种情况:
000
001
010
011
100
101
110
111
但其中代表网络自身的000;代表广播地址的111是被保留的,所以要减2,明白了吗?

5)如何计算总主机数量,子网内主机数量?
总主机数量=子网数量×子网内主机数量
再用一个例子给大家说明,比如子网掩码为255.255.255.224
上面的讨论知道它最多可以划分6个子网,那么每个子网内最多有多少个主机呢?其实上面我已经给大家算过了,由于网络被划分为6个子网,占用了主机号的前3位,且是C类地址,则主机号只能用5位来表示主机号,因此子网内的主机数量=(2的5次方)-2=30.
因此通过这个子网掩码我们可以算出这个网络最多可以标识6*30=180个主机(可见,在化分子网后,整个网络所能标识的主机数量将减少)。

6)计算ip地址范围
通过一个自定义子网掩码,我们可以得到这个网络所有可能的ip地址范围。
具体步骤:
1.写出二进制子网地址;
2.将子网地址化为十进制;
3.计算子网所能容纳主机数;
4.得出ip范围(起始地址:子网地址+1;终止地址:子网地址+主机数)

假设一个子网掩码为:255.255.255.224,可知其最多可以划分6个子网,子网内主机数为30,那么所有可能的ip地址及计算流程如下:
子网--子网地址(二进制)--------子网地址-----实际ip范围
1号-11001010.01110000.00001010.00100000-202.112.10.32-202.112.10.33-202.112.10.62
2号-11001010.01110000.00001010.01000000-202.112.10.64-202.112.10.65-202.112.10.94
3号-11001010.01110000.00001010.01100000-202.112.10.96-202.112.10.97-202.112.10.126
4号-11001010.01110000.00001010.10000000-202.112.10.128-202.112.10.129-202.112.10.158
5号-11001010.01110000.00001010.10100000-202.112.10.160-202.112.10.161-202.112.10.190
6号-11001010.01110000.00001010.11000000-202.112.10.192-202.112.10.193-202.112.10.222
 
子网划分的两个例子 转自http://bbs.51cto.com/thread-611743-1.html
 
例1:本例通过子网数来划分子网,未考虑主机数。
一家集团公司有12家子公司,每家子公司又有4个部门。上级给出一个172.16.0.0/16的网段,让给每家子公司以及子公司的部门分配网段。


思路:既然有12家子公司,那么就要划分12个子网段,但是每家子公司又有4个部门,因此又要在每家子公司所属的网段中划分4个子网分配给各部门。

步骤
A. 先划分各子公司的所属网段。
有12家子公司,那么就有2的n次方≥12,n的最小值=4。因此,网络位需要向主机位借4位。那么就可以从172.16.0.0/16这个大网段中划出2的4次方=16个子网。
详细过程:
先将172.16.0.0/16用二进制表示

10101100.00010000.00000000.00000000/16

借4位后(可划分出16个子网):

 
1) 10101100.00010000.00000000.00000000/20【172.16.0.0/20】

 
2) 10101100.00010000.00010000.00000000/20【172.16.16.0/20】

 
3) 10101100.00010000.00100000.00000000/20【172.16.32.0/20】

 
4) 10101100.00010000.00110000.00000000/20【172.16.48.0/20】

 
5) 10101100.00010000.01000000.00000000/20【172.16.64.0/20】

 
6) 10101100.00010000.01010000.00000000/20【172.16.80.0/20】

 
7) 10101100.00010000.01100000.00000000/20【172.16.96.0/20】

 
8) 10101100.00010000.01110000.00000000/20【172.16.112.0/20】

 
9) 10101100.00010000.10000000.00000000/20【172.16.128.0/20】

 
10) 10101100.00010000.10010000.00000000/20【172.16.144.0/20】

 
11) 10101100.00010000.10100000.00000000/20【172.16.160.0/20】

 
12) 10101100.00010000.10110000.00000000/20【172.16.176.0/20】

 
13) 10101100.00010000.11000000.00000000/20【172.16.192.0/20】

 
14) 10101100.00010000.11010000.00000000/20【172.16.208.0/20】

 
15) 10101100.00010000.11100000.00000000/20【172.16.224.0/20】

 
16) 10101100.00010000.11110000.00000000/20【172.16.240.0/20】

 
我们从这16个子网中选择12个即可,就将前12个分给下面的各子公司。每个子公司最多容纳主机数目为2的12次方-2=4094。

 
B. 再划分子公司各部门的所属网段
以甲公司获得172.16.0.0/20为例,其他子公司的部门网段划分同甲公司。
有4个部门,那么就有2的n次方≥4,n的最小值=2。因此,网络位需要向主机位借2位。那么就可以从172.16.0.0/20这个网段中再划出2的2次方=4个子网,正符合要求。
详细过程:
先将172.16.0.0/20用二进制表示

10101100.00010000.00000000.00000000/20
借2位后(可划分出4个子网):
① 10101100.00010000.00000000.00000000/22【172.16.0.0/22】
② 10101100.00010000.00000100.00000000/22【172.16.4.0/22】
③ 10101100.00010000.00001000.00000000/22【172.16.8.0/22】
④ 10101100.00010000.00001100.00000000/22【172.16.12.0/22】
将这4个网段分给甲公司的4个部门即可。每个部门最多容纳主机数目为2的10次方-2=1024。
2:本例通过计算主机数来划分子网。
某集团公司给下属子公司甲分配了一段IP地址192.168.5.0/24,现在甲公司有两层办公楼(1楼和2楼),统一从1楼的路由器上公网。1楼有100台电脑联网,2楼有53台电脑联网。如果你是该公司的网管,你该怎么去规划这个IP?
根据需求,画出下面这个简单的拓扑。将192.168.5.0/24划成3个网段,1楼一个网段,至少拥有101个可用IP地址;2楼一个网段,至少拥有54个可用IP地址;1楼和2楼的路由器互联用一个网段,需要2个IP地址。


子网划分_子网_02

 

思路:我们在划分子网时优先考虑最大主机数来划分。在本例中,我们就先使用最大主机数来划分子网。101个可用IP地址,那就要保证至少7位的主机位可用(2的m次方-2≥101,m的最小值=7)。如果保留7位主机位,那就只能划出两个网段,剩下的一个网段就划不出来了。但是我们剩下的一个网段只需要2个IP地址并且2楼的网段只需要54个可用IP,因此,我们可以从第一次划出的两个网段中选择一个网段来继续划分2楼的网段和路由器互联使用的网段。
步骤:
A. 先根据大的主机数需求,划分子网
因为要保证1楼网段至少有101个可用IP地址,所以,主机位要保留至少7位。
先将192.168.5.0/24用二进制表示:
11000000.10101000.00000101.00000000/24
主机位保留7位,即在现有基础上网络位向主机位借1位(可划分出2个子网):
① 11000000.10101000.00000101.00000000/25【192.168.5.0/25】
② 11000000.10101000.00000101.10000000/25【192.168.5.128/25】
1楼网段从这两个子网段中选择一个即可,我们选择192.168.5.0/25。
2楼网段和路由器互联使用的网段从192.168.5.128/25中再次划分得到。
B. 再划分2楼使用的网段
2楼使用的网段从192.168.5.128/25这个子网段中再次划分子网获得。因为2楼至少要有54个可用IP地址,所以,主机位至少要保留6位(2的m次方-2≥54,m的最小值=6)。
先将192.168.5.128/25用二进制表示:
11000000.10101000.00000101.10000000/25
主机位保留6位,即在现有基础上网络位向主机位借1位(可划分出2个子网):
① 11000000.10101000.00000101.10000000/26【192.168.5.128/26】
② 11000000.10101000.00000101.11000000/26【192.168.5.192/26】
2楼网段从这两个子网段中选择一个即可,我们选择192.168.5.128/26。
路由器互联使用的网段从192.168.5.192/26中再次划分得到。
C. 最后划分路由器互联使用的网段
路由器互联使用的网段从192.168.5.192/26这个子网段中再次划分子网获得。因为只需要2个可用IP地址,所以,主机位只要保留2位即可(2的m次方-2≥2,m的最小值=2)。
先将192.168.5.192/26用二进制表示:
11000000.10101000.00000101.11000000/26
主机位保留2位,即在现有基础上网络位向主机位借4位(可划分出16个子网):
① 11000000.10101000.00000101.11000000/30【192.168.5.192/30】
② 11000000.10101000.00000101.11000100/30【192.168.5.196/30】
③ 11000000.10101000.00000101.11001000/30【192.168.5.200/30】
…………………………………
④ 11000000.10101000.00000101.11110100/30【192.168.5.244/30】
⑤ 11000000.10101000.00000101.11111000/30【192.168.5.248/30】
⑥ 11000000.10101000.00000101.11111100/30【192.168.5.252/30】
路由器互联网段我们从这16个子网中选择一个即可,我们就选择192.168.5.252/30。
D. 整理本例的规划地址
1楼:
网络地址:【192.168.5.0/25】
主机IP地址:【192.168.5.1/25—192.168.5.126/25】
广播地址:【192.168.5.127/25】
2楼:
网络地址:【192.168.5.128/26】
主机IP地址:【192.168.5.129/26—192.168.5.190/26】
广播地址:【192.168.5.191/26】
路由器互联:
网络地址:【192.168.5.252/30】
两个IP地址:【192.168.5.253/30、192.168.5.254/30】
广播地址:【192.168.5.255/30】
快速划分子网确定IP
我们以例2为例:
题目需要我们将192.168.5.0/24这个网络地址划分成能容纳101/54/2个主机的子网。因此我们要先确定主机位,然后根据主机位决定网络位,最后确定详细的IP地址。

确定主机位
将所需要的主机数自大而小的排列出来:101/54/2,然后根据网络拥有的IP数目确定每个子网的主机位:如果2n次方-2≥该网段的IP数目,那么主机位就等于n。于是,得到:7/6/2

根据主机位决定网络位
32减去主机位剩下的数值就是网络位,得到:25/26/30


确定详细的IP地址
在二进制中用网络位数值掩盖IP前面相应的位数,然后后面的为IP位。选取每个子网的第一个IP为网络地址,最后一个为广播地址,之间的为有效IP。得到:
【网络地址】 【有效IP】 【广播地址】
192.168.5.0/25】【192.168.5.1/25-192.168.5.126/25】【192.168.5.127/25
192.168.5.128/26】【192.168.5.129/26-192.168.5.190/26】【192.168.5.191/26
192.168.5.192/30】【192.168.5.193/30-192.168.5.194/30】【192.168.5.195/30