子网划分和子网掩码
浅谈子网掩码与子网划分
浅谈子网掩码与子网划分随着互联网的发展，越来越多的人开始了解网络的相关知识。
在网络中，子网掩码和子网划分是两个关键的概念。
1. 子网掩码子网掩码是一种32位的二进制数，用于标识IP地址中网络部分和主机部分的分界线。
它与IP地址一起使用，用来确定在同一个局域网（也就是一个子网）内哪些IP地址可以被直接访问，哪些IP地址需要通过路由器进行访问。
子网掩码是由连续的位0和1组成的，其中1表示网络部分，0表示主机部分。
例如，在默认子网掩码255.255.255.0中，前24位为1，后8位为0，这意味着前24位表示网络部分，后8位表示主机部分。
因此，在同一个子网中，IP地址只有后8位不同才能被认为是不同的主机。
子网掩码的选择非常重要，它可以影响到网络的性能和安全。
如果子网掩码太小，子网中的主机数量将增加，这可能会导致网络拥堵和安全风险。
反之，如果子网掩码太大，网络的利用率将下降，这也会对性能造成影响。
因此，设计和选择合适的子网掩码是网络管理员必须解决的一个关键问题。
2. 子网划分子网划分是将一个大的IP地址块划分成多个较小的IP地址块的过程。
它可以帮助网络管理员有效地管理网络，提高网络性能和安全性。
在传统的网络中，一个IP地址块通常会被划分为一个子网，并使用默认的子网掩码进行分割。
但是，这种划分方式可能会浪费IP地址，因为有些子网中的IP地址可能不会被使用。
而且，在大型网络中，一个子网可能会包含大量的主机，这会导致网络拥堵和性能下降。
为了解决这些问题，网络管理员可以使用变长子网掩码（VLSM）技术对IP地址块进行更细粒度的划分。
VLSM允许每个子网使用不同的子网掩码，以便更好地适应不同大小的子网。
这样就可以更有效地利用IP地址，并使网络更加灵活和安全。
在进行子网划分时，还需要考虑网络拓扑结构和路由器的位置。
子网与子网之间应该使用路由器进行连接，以便减少网络拥堵和提高网络性能。
网络管理员还需要合理的规划网络拓扑结构，以确保网络的可靠性和稳定性。
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1. ⼦⽹掩码是⼀个应⽤于TCP/IP⽹络的32位⼆进制值，每节8位，必须结合IP地址对应使⽤。
2. ⼦⽹掩码32位都与IP地址32位对应，如果某位是⽹络地址，则⼦⽹掩码为1，否则为0。
3. ⼦⽹掩码可以通过与IP地址“与”计算，分离出IP地址中的⽹络地址和主机地址，⽤于判断该IP地址是在局域⽹上，还是在⼴域⽹上。
4. ⼦⽹掩码⼀般⽤于将⽹络进⼀步划分为若⼲⼦⽹，以避免主机过多⽽拥堵或过少⽽IP浪费。
⼆、为什么要使⽤⼦⽹掩码？⼦⽹掩码可以分离出IP地址中的⽹络地址和主机地址，那为什么要分离呢？因为两台计算机要通讯，⾸先要判断是否处于同⼀个⼴播域内，即⽹络地址是否相同。
如果⽹络地址相同，表明接受⽅在本⽹络上，那么可以把数据包直接发送到⽬标主机，否则就需要路由⽹关将数据包转发送到⽬的地。
三、⼦⽹掩码的分类1）缺省⼦⽹掩码：(未划分⼦⽹)⼦⽹掩码32位与IP地址32位对应,如果某位是⽹络地址，则⼦⽹掩码为1，否则为0。
例如A类IP地址，第⼀节为⽹络地址，其余三节为主机地址，故掩码为“11111111.00000000.00000000.00000000”A类⽹络缺省⼦⽹掩码：255.0.0.0B类⽹络缺省⼦⽹掩码：255.255.0.0C类⽹络缺省⼦⽹掩码：255.255.255.02）⾃定义⼦⽹掩码：(⽤于划分⼦⽹)将⼀个⽹络划分为若⼲⼦⽹，希望每个⼦⽹拥有不同的⽹络地址或⼦⽹地址。
因为IP是有限的，实际上我们是将主机地址分为两个部分：⼦⽹⽹络地址、⼦⽹主机地址。
形式如下：未做⼦⽹划分的ip地址：⽹络地址＋主机地址做⼦⽹划分后的ip地址：⽹络地址＋（⼦⽹⽹络地址＋⼦⽹主机地址）四、⼦⽹掩码和ip地址的关系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。
具体说就是两台计算机各⾃的IP地址与⼦⽹掩码进⾏“与”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。
子网划分以及子网掩码计算
子网划分以及子网掩码计算比如，我们有三个不同的子网，每个网络的HOST数量各为20、25和50，下面依次称为甲、乙和丙网，但只申请了一个NETWORK ID 就是202.119.115。
首先我们把甲和乙网的SUBNET MASKS改为255.255.255.224，224的二进制为11100000，即它的SUBNET MASKS 为：11111111.11111111.11111111.11100000这样，我们把HOST ID的高三位用来分割子网，这三位共有000、001、010、011、100、101、110、111八种组合，除去000（代表本身）和111（代表广播），还有六个组合，也就是可提供六个子网，它们的IP地址分别为：（前三个字节还是202.119.115）00100001~00111110 即33~62为第一个子网01000001~01011110 即65~94为第二个子网01100001~01111110 即97~126为第三个子网10000001~10011110 即129~158为第四个子网10100001~10111110 即161~190为第五个子网11000001~11011110 即193~222为第六个子网选用161~190段给甲网，193~222段给乙网，因为各个子网都支持30台主机，足以应付甲网和乙网20台和25台的需求。
再来看丙网，由于丙网有50台主机，按上述分割方法无法满足它的IP需求，我们可以将它的SUBNET MASKS设为255.255.255.192，由于192的二进制值为11000000，按上述方法，它可以划分为两个子网，IP地址为：01000001~01111110 即65~126为第一个子网10000001~10111110 即129~190为第二个子网这样每个子网有62个IP可用，将65~126分配丙网，多个子网用一个NETWORK ID 即告实现。
子网划分和子网掩码的计算
子网划分和子网掩码的计算在计算机网络中，子网划分和子网掩码是非常重要的概念。
子网划分是将一个网络划分为多个更小的子网，而子网掩码则用于指示IP地址中哪些位是网络地址，哪些是主机地址。
本文将详细介绍子网划分和子网掩码的计算方法。
一、子网划分子网划分是将一个网络划分为多个更小的子网。
它可以帮助我们更好地管理网络资源和提高网络效率。
在划分子网之前，我们首先需要确定以下几个参数：1. 原网络地址：假设我们有一个网络地址为192.168.0.0的网络。
2. 子网掩码：子网掩码用于指示IP地址中哪些位是网络地址，哪些是主机地址。
常见的子网掩码有255.255.255.0和255.255.0.0等。
3. 所需子网数量：根据实际需求确定需要划分的子网数量。
根据上述参数，我们可以开始计算子网划分。
以下是子网划分的步骤：步骤1：确定所需子网数量根据实际需求确定需要划分的子网数量，假设我们需要划分4个子网。
步骤2：确定所需子网的主机数量根据实际需求确定每个子网所需的主机数量。
假设我们需要每个子网支持100个主机。
步骤3：确定所需子网的子网掩码根据所需子网的主机数量确定子网掩码。
假设每个子网需要支持100个主机，根据主机数量找到最接近的2的幂次方，并将其减1，得到子网掩码的主机位数。
在本例中，需要7位主机位来支持100个主机。
将子网掩码的主机位数转换为子网掩码的十进制形式，得到子网掩码为255.255.255.128。
步骤4：子网地址的计算根据子网掩码将原网络地址划分成多个子网。
每个子网的第一个可用地址是子网地址，最后一个可用地址是广播地址，其余是主机地址。
以192.168.0.0网络为例，子网掩码为255.255.255.128，我们可以进行如下子网划分：子网1：子网地址192.168.0.0，广播地址192.168.0.127，主机地址范围192.168.0.1 - 192.168.0.126。
子网2：子网地址192.168.0.128，广播地址192.168.0.255，主机地址范围192.168.0.129 - 192.168.0.254。
子网划分及子网掩码实验
子网划分及子网掩码实验子网划分及子网掩码实验一、【实验目的】1.掌握子网划分的方法和子网掩码的设置2.熟悉ARP 命令的使用：arp [-d], [-a]3.根据实际的网络需求设计合理的子网划分方案4.了解网关的作用二、【实验内容及步骤】实验11 ）设置两台主机的IP 地址与子网掩码：PC0: 10.1.2.1 255.255.254.0 PC1: 10.1.3.1 255.255.254.0 设置两台PC机的IP 与子网掩码后：12 ）两台主机均不设置缺省网关。
3 ）用arp -d 命令清除两台主机上的ARP 表，然后在PC0 与PC1 上分别用ping 命令与对方通信，观察并记录结果，并分析原因。
使用arp Cd分别为两台PC机清除缓存后：2使用ping命令实现通信：结果：PC0与PC1可以相互通信。
4 ）在两台PC 上分别执行arp -a 命令，观察并记录结果。
3使用arp-a命令后：（1）pc1 （2）pc0结果：分别在两台机上可以显示与之相连通过的IP地址，有记录。
原因：两台pc机是，可以实现互相通信。
实验21 ）将将两台PC的子网掩码改为：255.255.255.0 ，其他设置保持不变。
操作后：2 ）在两台PC 上分别执行arp -d 命令清除两台主机上的ARP 表。
在PC0 与PC1 上分别用ping 命令与对方通信，观察并记录结果，并分析原因。
4使用ping命令后:3 ）在两台PC 上分别执行arp -a 命令，观察并记录结果。
执行arp-a命令后：结果：两台PC机间不可以互相通信原因：两台PC机不在同一个子网内。
实验3现有一公司，共有5个部门，部门1共有4台主机，部门2共有13台，部门3共有6台主机主机，部门4共有8台主机，部门5共有7台主机，公司申请到的网络是210.35.16.0，请设计具体的子网规划方案。
1）根据公司的部门数和每个部门的计算机数确定具体的子网划分方案，填写下表。
计算机网络子网划分
可以这么简单的理解：A主机要与B主机通信，A和B各自的IP地址与A主机的子网 掩码进行And与运算，看得出的结果：
1、结果如果相同，则说明这两台主机是处于同一个网段，这样A可以通过ARP广 播发现B的MAC地址，B也可以发现A的MAC地址来实现正常通信。
2、如果结果不同，ARP广播会在本地网关终结，这时候A会把发给B的数据包先 发给本地网关，网关再根据B主机的IP地址来查询路由表，再将数据包继续传递转 发，最终送达到目的地B。
《子网掩码和子网划分》
南京工业职业技术学院
2020/3/1
３.16 子网掩码和子网划分
教学目标
掌握: ➢ 子网掩 码的组成； ➢ 子网划分的方法
３.16 子网掩码和子网划分 知识复习 IP地址定义与分类
IP地址（Internet Protocol Address），缩写为IP Adress，是 一种在Internet上的给主机统一编址的地址格式，也称为网络 协议（IP协议）地址。它为互联网上的每一个网络和每一台主 机分配一个逻辑地址，常见的IP地址，分为IPv4与IPv6两大类 ，当前广泛应用的是IPv4。
３.16 子网掩码和子网划分
新课学习 CIDR与VLSM
举个栗子：子网掩码255.255.255.192，用CIDR表示是多少呢？ ①、首先确认的是这是个C类网络地址（C类的默认子网掩码为255.255.255.0 ） ②、前面三个字节都是255，转换成二进制都为1，即11111111.11111111.11111111， 即24位1。 ③、后面一个字节是192，转换成二进制为11000000，即1占用了2位。 ④、子网掩码共占用了26位1，所以用CIDR表示为/26。 ⑤、如果网络地址为192.168.10.0，再加上CIDR，最后表示为192.168.10.0/26 。 CIDR支持路由聚合，能够将路由表中的许多路由条目合并为成更少的数目 ，因此可以限制路由器中路由表的增大，减少路由通告，减轻路由器的负担。
子网掩码与子网的划分
10
网络地址
主机地址
128～191
0～255
0～255
0～255
• 前2字节标识网络地址，后2字节标识主机地址
• 每个网络最多可容纳（ 216－2）台主机
• 从高位起，前2位为“10”，第1字节用十进制表示的取值 范围为“128～191”
• 具有B类地址特征的网络总数为 2 14个
IP地址类别—C类地址
210.39.15.15 源地址
发送
210.39.15.127 目的地址
接收
不同子网中的主机之间通信
子网地址 210.39.15.0
转发
R 210.39.15.32
接收
210.39.15.15 源地址 发送
202.112.4.63 目的地址
子网地址 202.112.4.0
子网掩码的表示
① 直接的32bit的位模式（不常用） ② 点分整数法（常用）
IP地址结构：是一种层次型地址结构。
IP协议规定：IP地址的长度为四字节(32bit) 整个地址分为两部分，即网络号(Net ID)和主 机号(Host ID)。
Net ID
Host ID
IP地址的表示方法：
方法：采用点分十进制记法（dotted decimal notation）即将32bit的IP地址中的每8位二进制 数用1个等效的十进制数表示，并每个十进制数之 间加上一个点。
例：255.255.255.192
子网掩码的斜杠表示法：斜杠表示的整数，就是子网
掩码中所有1的个数 例： 带点十进制数表示 斜杠表示
255.255.255.0
/24
例：IP地址/子网掩码对：
156.26.30.60/255.255.240.0
子网掩码和子网划分
思考与练习
如果要划分6个子网怎么办？（用三位）
如果要考虑特殊的IP怎么办？ 如果想将一个B类网络划分为2 0 0个子 网，每个子网有1 0 0个地址，算出其子 网掩码？ 子网掩码为255.255.255.128每个子网里 面有127个地址一共可以划分512个子网
00xxxxxx：00000001----00111110 01xxxxxx：01000001----01111110 10xxxxxx：10000001----10111110 11xxxxxx：11000001----11111110 1--62 65--126 129--190 193--254
划分子网的实例
如一个组织有几个包括25台PC的相对大的子网， 又有一些只包含几台计算机的较小子网。这种情 况下，如果将一个C类地址分成6个子网，每个子 网可以包含30台PC,大的子网基本上利用了全部 的IP地址，但是小的子网却很浪费了许多IP地址， 为解决此问题，避免可能的地址浪费，出现了可 变长子网掩码的编址（VLSM）的编址方案， VLSM用直观方法在IP地址后面加上/网络及子 网编码比特数来表示。例如： 202.117.125.0/27，表示前27位表示网络号 和子网号，即子网掩码为27位长，主机地址为5 位长。
M :11111111.11111111.11111111.00000000 与: 11010010.00101001.11101101.00000000 M的反后再与: 00000000.00000000.00000000.00001010
子网的划分
什么时候需要划分子网？ 当需要将一个给定的网络划分为各个互 不相关的网络时，就需要划分子网。 怎样划分子网？ 将IP地址中的主机号部分再拿出某几位 来作为网络号，剩下的部分作为主机号。
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实验四子网划分和子网掩码一、为什么要划分子网在20世纪70年代初期，建立Internet的工程师们并未意识到计算机和通信在未来的迅猛发展。
局域网和个人电脑的发明对未来的网络产生了巨大的冲击。
开发者们依据他们当时的环境，并根据那时对网络的理解建立了逻辑地址分配策略。
他们知道要有一个逻辑地址管理策略，并认为32位的地址已足够使用。
为了给不同规模的网络提供必要的灵活性，IP地址的设计者将IP地址空间划分为五个不同的地址类别，如下表所示，其中232（4,294,967,296，约为43亿）个独立的地址。
这样的地址空间在因特网早期看来几乎是无限的，于是便将IP地址根据申请而按类别分配给某个组织或公司，而很少考虑是否真的需要这么多个地址空间，没有考虑到IPv4地址空间最终会被用尽。
但是在实际网络规划中，它们并不利于有效地分配有限的地址空间。
对于A、B类地址，很少有这么大规模的公司能够使用，而C类地址所容纳的主机数又相对太少。
所以有类别的IP地址并不利于有效地分配有限的地址空间，不适用于网络规划。
二、如何划分子网为了提高IP地址的使用效率，引入了子网的概念。
将一个网络划分为子网：采用借位的方式，从主机位最高位开始借位变为新的子网位，所剩余的部分则仍为主机位。
这使得IP地址的结构分为三级地址结构：网络位、子网位和主机位。
这种层次结构便于IP地址分配和管理。
它的使用关键在于选择合适的层次结构--如何既能适应各种现实的物理网络规模，又能充分地利用IP地址空间（即：从何处分隔子网号和主机号）。
三、子网掩码的作用简单地来说，掩码用于说明子网域在一个IP地址中的位置。
子网掩码主要用于说明如何进行子网的划分。
掩码是由32位组成的，很像IP地址。
对于三类IP地址来说，有一些自然的或缺省的固定掩码。
(参考P189)四、如何来确定子网地址如果此时有一个I P地址和子网掩码，就能够确定设备所在的子网。
子网掩码和IP地址一样长，用32bit组成，其中的1表示在IP地址中对应的网络号和子网号对应比特，0表示在IP地址中的主机号对应的比特。
将子网掩码与IP地址逐位相“与”，得全0部分为主机号，前面非0部分为网络号。
参考（P190表7-5）要划分子网就需要计算子网掩码和分配相应的主机块，尽管采用二进制计算可以得出结论，但采用十进制计算方法看起来要比二进制方法简单许多，经过一番观察和总结，我终于得出了子网掩码及主机块的十进制算法。
首先要明确一些概念：类范围：IP地址常采用点分十进制表示方法X.Y.Y.Y，在这里X=1--126时称为A类地址;X=128--191时称为B类地址;X=192--223时称为C类地址;如10.202.52.130因为X=10在1--126范围内所以称为A类地址类默认子网掩码：A类为 255.0.0.0B类为 255.255.0.0C类为 255.255.255.0当我们要划分子网用到子网掩码M时，类子网掩码的格式应为A类为 255.M.0.0B类为 255.255.M.0C类为 255.255.255.MM是相应的子网掩码如：255.255.255.240十进制计算基数：256，等一下我们所有的十进制计算都要用256来进行。
几个公式变量的说明：Subnet_block：可分配子网块大小，指在某一子网掩码下的子网的块数。
Subnet_num：实际可分配子网数，指可分配子网块中要剔除首、尾两块，这是某一子网掩码下可分配的实际子网数量，它等于Subnet_block-2。
IP_block：每个子网可分配的IP地址块大小。
IP_num：每个子网实际可分配的IP地址数，因为每个子网的首、尾IP地址必须保留（一个为网络地址，一个为广播地址），所以它等于IP_block-2，IP_num也用于计算主机段M：子网掩码(net mask)。
它们之间的公式如下：M=256-IP_blockIP_block=256/Subnet_block，反之Subnet_block=256/IP_blockIP_num=IP_block-2Subnet_num=Subnet_block-22的冥数：要熟练掌握2^8（256）以内的2的冥代表的十进制数，如128=2^7、64=2^6…，这可使我们立即推算出Subnet_block和IP_block数。
现在我们举一些例子:一、已知所需子网数12，求实际子网数解：这里实际子网数指Subnet_num，由于12最接近2的冥为16（2^4），即Subnet_block=16，那么Subnet_num=16-2=14，故实际子网数为14。
二、已知一个B类子网每个子网主机数要达到60x255(约相当于X.Y.0.1--X.Y.59.254的数量)个，求子网掩码。
解：1、60接近2的冥为64（2^6），即，IP_block=642、子网掩码M=256-IP_block=256-64=1923、子网掩码格式B类是：255.255.M.0.所以子网掩码为：255.255.192.0三、如果所需子网数为7，求子网掩码解：1、7最接近2的冥为8，但8个Subnet_block因为要保留首、尾2个子网块，即8-2=6<7,并不能达到所需子网数，所以应取2的冥为16，即Subnet_block=162、IP_block=256/Subnet_block=256/16=163、子网掩码M=256-IP_block=256-16=240。
四、已知网络地址为211.134.12.0，要有4个子网，求子网掩码及主机段。
解：1、211.y.y.y是一个C类网，子网掩码格式为255.255.255.M2、4个子网，4接近2的冥是8（2^3），所以Subnet_block=8Subnet_num=8-2=63、IP_block=256/Subnet_block=256/8=324、子网掩码M=256-IP_block=256-32=2245、所以子网掩码表示为255.255.255.2246、因为子网块（Subnet_block）的首、尾两块不能使用，所以可分配6个子网块（Subnet_num），每块32个可分配主机块（IP_block）即：32-63、64-95、96-127、128-159、160-191、192-223首块（0-31）和尾块（224-255）不能使用7、每个子网块中的可分配主机块又有首、尾两个不能使用（一个是子网网络地址，一个是子网广播地址），所以主机段分别为：33-62、65-94、97-126、129-158、161-190、193-2228、所以子网掩码为255.255.255.224主机段共6段为：211.134.12.33--211.134.12.62211.134.12.65--211.134.12.94211.134.12.97--211.134.12.126211.134.12.129--211.134.12.158211.134.12.161--211.134.12.190211.134.12.193--211.134.12.222可以任选其中的4段作为4个子网。
总之，只要理解了公式中的逻辑关系，就能很快计算出子网掩码，从而得出可分配的主机段，参加MCSE和CCNA考试的时候使用这种方法可以顺利地通过相关试题的考试，而不用象记9×9乘法口诀表一样去背什么二进制掩码表了。
实验目的1．掌握子网划分的方法和子网掩码的设置2．理解IP协议与MAC地址的关系3．熟悉ARP命令的使用：arp [–d], [-a]实验步骤：实验1：1）两人一组，设置两台主机的IP地址与子网掩码：A: 10.2.2.2 255.255.254.0B: 10.2.3.3 255.255.254.02）两台主机均不设置缺省网关。
3）用arp -d命令清除两台主机上的ARP表，然后在A与B上分别用ping命令与对方通信，观察并记录结果，并分析原因。
4）在两台PC上分别执行arp -a命令，观察并记录结果，并分析原因。
提示：由于主机将各自通信目标的IP地址与自己的子网掩码相"与"后，发现目标主机与自己均位于同一网段（10.2.2.0），因此通过ARP协议获得对方的MAC地址，从而实现在同一网段内网络设备间的双向通信。
实验2．1）将A的子网掩码改为：255.255.255.0，其他设置保持不变。
2）在两台PC上分别执行arp -d命令清除两台主机上的ARP表。
然后在A上"ping"B，观察并记录结果。
3）在两台PC上分别执行arp -a命令，观察并记录结果，并分析原因。
提示：A将目标设备的IP地址（10.2.3.3）和自己的子网掩码（255.255.255.0）相"与"得10.2.3.0，和自己不在同一网段（A所在网段为：10.2.2.0），则A必须将该IP分组首先发向缺省网关。
实验31）按照实验2 的配置，接着在B上"ping"A，观察并记录结果，并分析原因。
2）在B 上执行arp -a命令，观察并记录结果，并分析原因。
提示：B将目标设备的IP地址（10.2.2.2）和自己的子网掩码（255.255.254.0）相"与"，发现目标主机与自己均位于同一网段（10.2.2.0），因此，B通过ARP协议获得A的MAC地址，并可以正确地向A发送Echo Request报文。
但由于A不能向B正确地发回Echo Reply报文，故B上显示ping的结果为"请求超时"。
在该实验操作中，通过观察A与B的ARP表的变化，可以验证：在一次ARP的请求与响应过程中，通信双方就可以获知对方的MAC地址与IP地址的对应关系，并保存在各自的ARP表中。
实验报告1．分别叙述各实验的记录结果并分析其原因。
2．请参考（p190表7-5）画出C类地址的子网划分选择表。
3．在B类网络中，能使用掩码255.255.255.139吗？为什么？4．说出地址和子网掩码的不同？。