子网掩码

时间：2010-10-20 来源：xuxiyao8888

子网掩码 (subnet mask)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。　　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。

子网和子网掩码的作用

子网的作用

　　使用子网是为了减少IP的浪费。因为随着互联网的发展，越来越多的网络产生，有的网络多则几百台，有的只有区区几台，这样就浪费了很多IP地址，所以要划分子网。

子网掩码的作用

　　通过 IP 地址的二进制与子网掩码的二进制进行与运算，确定某个设备的网络地址和主机号，也就是说通过子网掩码分辨一个网络的网络部分和主机部分。子网掩码一旦设置，网络地址和主机地址就固定了。子网一个最显著的特征就是具有子网掩码。与IP地址相同，子网掩码的长度也是32位，也可以使用十进制的形式。例如，为二进制形式的子网掩码：1111 1111、1111 1111、1111 1111、0000 0000，采用十进制的形式为：255.255.255.0。

子网掩码的概念

　　子网掩码是一个32位地址，是与IP地址结合使用的一种技术。它的主要作用有两个，一是用于屏蔽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，还是在远程网上。二是用于将一个大的IP网络划分为若干小的子网络。

确定子网掩码数

　　用于子网掩码的位数决定于可能的子网数目和每个子网的主机数目。在定义子网掩码前，必须弄清楚本来使用的子网数和主机数目。　　定义子网掩码的步骤为：　　A、确定哪些组地址归我们使用。比如我们申请到的网络号为 “210.73.a.b”，该网络地址为C类IP地址，网络标识为“210.73.a”，主机标识为“.b”。　　B、根据我们现在所需的子网数以及将来可能扩充到的子网数，用宿主机的一些位来定义子网掩码。比如我们现在需要12个子网，将来可能需要16个。用第四个字节的前四位确定子网掩码。前四位都置为“1”（即把第四字节的最后四位作为主机位，其实在这里有个简单的规律，非网络位的前几位置1原网络就被分为2的几次方个网络，这样原来网络就被分成了2的4次方16个子网），即第四个字节为“11110000”，这个数我们暂且称作新的二进制子网掩码。　　C、把对应初始网络的各个位都置为“1”，即前三个字节都置为“1”，第四个字节低四位置为“0”，则子网掩码的间断二进制形式为：“11111111.11111111.11111111.11110000” 　　D、把这个数转化为间断十进制形式为：“255.255.255.240” 　　这个数为该网络的子网掩码。　　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 N<8。如果大于254，则 N>8，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。

IP掩码的标注

A、无子网的标注法

　　对无子网的IP地址，可写成主机号为0的掩码。如IP地址210.73.140.5，掩码为255.255.255.0，也可以缺省掩码，只写IP地址。

B、有子网的标注法

　　有子网时，一定要二者配对出现。以C类地址为例。　　(以下一段没有指定掩码为27位,在掩码为27位的情况下才成立~~) 　　1.IP地址中的前3个字节表示网络号，后一个字节既表明子网号，又说明主机号，还说明两个IP地址是否属于同一个网段。如果属于同一网络区间，这两个地址间的信息交换就不通过路由器。如果不属同一网络区间，也就是子网号不同，两个地址的信息交换就要通过路由器进行。例如：对于IP地址为210.73.140.5的主机来说，其主机标识为00000101，对于IP地址为210.73.140.16的主机来说它的主机标识为00010000，以上两个主机标识的前面三位全是000，说明这两个IP地址在同一个网络区域中，这两台主机在交换信息时不需要通过路由器进行。210.73.60.1的主机标识为00000001，210.73.60.252的主机标识为11111100，这两个主机标识的前面三位000与111不同，说明二者在不同的网络区域，要交换信息需要通过路由器。其子网上主机号各为1和252。　　2.掩码的功用是说明有子网和有几个子网，但子网数只能表示为一个范围，不能确切讲具体几个子网，掩码不说明具体子网号，有子网的掩码格式(对C类地址)。

子网掩码的表示方法

　　子网掩码通常有以下2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 　　2. 在IP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标识位的长度　　如：192.168.1.1/24 的子网掩码也可以表示为 255.255.255.0

子网掩码和ip地址的关系

　　以下均为C类网　　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。　　最为简单的理解就是两台计算机各自的IP地址与子网掩码进行AND运算后，如果得出的结果是相同的，则说明这两台计算机是处于同一个子网络上的，可以进行直接的通讯。就这么简单。

运算示例

　　运算演示之一：aa 　　I P 地址　192.168.0.1 　　子网掩码　255.255.255.0 　　AND运算 (AND运算法则：1 与 1 = 1 ,1 与 0 = 0 ,0 与 1 = 0 ,0 与 0 = 0 ,即当对应位均为1时结果为1，其余为0。) 　　转化为二进制进行运算：　　I P 地址　11000000.10101000.00000000.00000001 　　子网掩码　11111111.11111111.11111111.00000000 　　AND运算　　11000000.10101000.00000000.00000000 　　转化为十进制后为：　　192.168.0.0 　　运算演示之二：　　I P 地址　192.168.0.254 　　子网掩码　255.255.255.0 　　AND运算　　转化为二进制进行运算：　　I P 地址　11000000.10101000.00000000.11111110 　　子网掩码　11111111.11111111.11111111.00000000 　　AND运算　　11000000.10101000.00000000.00000000 　　转化为十进制后为：　　192.168.0.0 　　运算演示之三：　　I P 地址　192.168.0.4 　　子网掩码　255.255.255.0 　　AND运算　　转化为二进制进行运算：　　I P 地址　11000000.10101000.00000000.00000100 　　子网掩码　11111111.11111111.11111111.00000000 　　AND运算　　11000000.10101000.00000000.00000000 　　转化为十进制后为：　　192.168.0.0 　　通过以上对三组计算机IP地址与子网掩码的AND运算后，我们可以看到它运算结果是一样的。均为192.168.0.0 　　所以计算机就会把这三台计算机视为是同一子网络，然后进行通讯的。我现在单位使用的代理服务器，内部网络就是这样规划的。　　也许你又要问，这样的子网掩码究竟有多少了IP地址可以用呢？你可以这样算。　　根据上面我们可以看出，局域网内部的ip地址是我们自己规定的（当然和其他的ip地址是一样的），这个是由子网掩码决定的通过对255.255.255.0的分析。可得出：　　前三位IP码由分配下来的数字就只能固定为192.168.0　所以就只剩下了最后的一位了，那么显而易见了，ip地址只能有（2的8次方-2），即256-2=254，一般主机地址全为0或者1（二进制）有其特殊的作用。　　那么你可能要问了:如果我的子网掩码不是255.255.255.0呢？你也可以这样做啊假设你的子网掩码是255.255.128.0 　　那么你的局域网内的ip地址的前两位肯定是固定的了　　这样，你就可以按照下边的计算来看看同一个子网内到底能有多少台机器　　1、十进制128 = 二进制1000 0000 　　2、IP码要和子网掩码进行AND运算　　3、　　I P 地址　11000000.10101000.1*******.******** 　　子网掩码　11111111.11111111.10000000.00000000 　　AND运算　　11000000.10101000.10000000.00000000 　　转化为十进制后为：　　192 . 168. 128 . 0 　　4、可知我们内部网可用的IP地址为：　　11000000.10101000.10000000.00000000 　　到　　11000000.10101000.11111111.11111111 　　(也可以是：11000000.10101000.00000000.00000000 到11000000.10101000.01111111.11111111) 　　5、转化为十进制：　　192 . 168.128.0 到192 . 168.255.255 （或者192.168.0.0到192.168.127.255）　　6、0和255通常作为网络的内部特殊用途。通常不使用。　　7、于是最后的结果如下：我们单位所有可用的IP地址为：　　192.168.128.1-192.168.128.254 　　192.168.129.1-192.168.129.254 　　192.168.130.1-192.168.130.254 　　192.168.131.1-192.168.131.254 　　. . . . . . . . . . . . . 　　192.168.139.1-192.168.139.254 　　192.168.140.1-192.168.140.254 　　192.168.141.1-192.168.141.254 　　192.168.142.1-192.168.142.254 　　192.168.143.1-192.168.143.254 　　. . . . . . . . . . . . . 　　192.168.254.1-192.168.254.254 　　192.168.255.1-192.168.255.254 　　8、总数为(255-128+1)*(254-1+1) =128 * 254 = 32512 　　子网内包含的机器数目应该是2^n-2，比如说上面的子网掩码是255.255.128.0，那么他的网络号是17位，主机号是15位，只要主机号不全是0或者1就是可以的，所以ip地址是192.168.192.0(11000000.10101000.11000000.00000000)也允许，除掉全0全1，结果为2^15-2=32766,上面的落了好多地址　　9、看看的结果是否正确　　(1)、设定IP地址为192.168.128.1 　　Ping 192.168.129.233通过测试　　访问http://192.168.129.233可以显示出主页　　(2)、设定IP地址为192.168.255.254 　　Ping 192.168.255.254 通过测试　　访问http://192.168.255.254 可以显示出主页　　10、结论　　以上证明我们的结论是对的。　　现在你就可以看你的子网中能有多少台机器了　　255.255.255.128 　　分解：　　11111111.11111111.11111111.10000000 　　所以你的内部网络的ip地址只能是　　xxxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx.0??????? 　　到　　xxxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx.01111111 　　子网掩码

网间网技术

　　子网TCP/IP网间网技术产生于大型主流机环境中，它能发展到今天的规模是当初的设计者们始料未及的。网间网规模的迅速扩展对IP地址模式的威胁并不是它不能保证主机地址的唯一性，而是会带来两方面的负担：第一，巨大的网络地址管理开销；第二，网关寻径急剧膨胀。其中第二点尤为突出，寻径表的膨胀不仅会降低网关寻径效率（甚至可能使寻径表溢出，从而造成寻径故障），更重要的是将增加内外部路径刷新时的开销，从而加重网络负担。　　因此，迫切需要寻求新的技术，以应付网间网规模增长带来的问题。仔细分析发现，网间网规模的增长在内部主要表现为网络地址的增减，因此解决问题的思路集中在：如何减少网络地址。于是IP网络地址的多重复用技术应运而生。　　通过复用技术，使若干物理网络共享同一IP网络地址，无疑将减少网络地址数。

子网编址技术

　　子网编址（subnet addressing）技术，又叫子网寻径（subnet routing），英文简称subnetting，是最广泛使用的IP网络地址复用方式，目前已经标准化，并成为IP地址模式的一部分。一般的，32位的IP地址分为两部分，即网络号和主机号，我们分别把他们叫做IP地址的“网间网部分”和“本地部分”。子网编址技术将本地部分进一步划分为“物理网络”部分和“主机”部分，如图：网间网部分物理网络主机　　|←网间网部分→|←————本地部分—————→| 　　|←物理网络→|←—主机部分——→| 　　其中“物理网络”用于标识同一IP网络地址下的不同物理网络即是“子网”。　　(2)子网掩码IP协议标准规定：每一个使用子网的网点都选择一个32位的位模式，若位模式中的某位置1，则对应IP地址中的某位为网络地址（包括网间网部分和物理网络号）中的一位；若位模式中的某位置0，则对应IP地址中的某位为主机地址中的一位。例如位模式：　　11111111 11111111 11111111 00000000中，前三个字节全1，代表对应IP地址中最高的三个字节为网络地址；后一个字节全0，代表对应IP地址中最后的一个字节为主机地址。这种位模式叫做子网模（subnet mask）或“子网掩码”。　　为了使用的方便，常常使用“点分整数表示法”来表示一个IP地址和子网掩码，例如c类地址子网掩码（11111111 11111111 11111111 00000000）为：255.255.255.0 IP协议关于子网掩码的定义提供一种有趣的灵活性，允许子网掩码中的“0”和“1”位不连续。但是，这样的子网掩码给分配主机地址和理解寻径表都带来一定困难，并且，极少的路由器支持在子网中使用低序或无序的位，因此在实际应用中通常各网点采用连续方式的子网掩码。像255.255.255.64和255.255.255.160等一类的子网掩码不推荐使用。　　(3)子网掩码与IP地址结合使用，可以区分出一个网络地址的网络号和主机号。　　例如：有一个C类地址为：192．9．200．13其缺省的子网掩码为：255．255．255．0则它的网络号和主机号可按如下方法得到：　　①将IP地址192．9．200．13转换为二进制11000000 00001001 11001000 00001101 　　②将子网掩码255．255．255．0转换为二进制11111111 11111111 11111111 00000000 　　③将两个二进制数逻辑与（AND）运算后得出的结果即为网络部分　　11000000 00001001 11001000 00001101 AND 11111111 11111111 11111111 00000000 　　11000000 00001001 11001000 00000000结果为192.9.200.0，即网络号为192.9.200.0。　　④将子网掩码取反再与IP地址逻辑与（AND）后得到的结果即为主机部分11000000 00001001 11001000 00001101 AND 00000000 00000000 00000000 11111111 结果为00000000 00000000 00000000 00001101转化为十进制得到0.0.0.13，即主机号为13。

子网掩码的分类

　　子网掩码一共分为两类。一类是缺省（自动生成）子网掩码，一类是自定义子网掩码。缺省子网掩码即未划分子网，对应的网络号的位[1][2]都置1，主机号都置0。　　A类网络缺省子网掩码：255.0.0.0 　　B类网络缺省子网掩码：255.255.0.0 　　C类网络缺省子网掩码：255.255.255.0 　　自定义子网掩码是将一个网络划分为几个子网，需要每一段使用不同的网络号或子网号，实际上我们可以认为是将主机号分为两个部分：子网号、子网主机号。形式如下：　　未做子网划分的ip地址：网络号＋主机号　　做子网划分后的ip地址：网络号＋子网号＋子网主机号　　也就是说ip地址在化分子网后，以前的主机号位置的一部分给了子网号，余下的是子网主机号。子网掩码是32位二进制数，它的子网主机标识用部分为全“0”。利用子网掩码可以判断两台主机是否中同一子网中。若两台主机的IP地址分别与它们的子网掩码相“与”后的结果相同，则说明这两台主机在同一子网中。