子网掩码 计算

什么是子网掩码：     

       子网掩码是在 IPv4 地址资源紧缺的背景下为了解决lP地址分配而产生的虚拟lP技术，通过子网掩码将A、B、C三类（另外特殊的还有D、E类）地址划分为若干子网，从而显著提高了IP地址的分配效率，有效解决了IP地址资源紧张的局面。 在企业内网中，为了更好地管理网络，网管人员也利用子网掩码的作用，人为地将一个较大的企业内部网络划分为更多个小规模的子网，再利用三层交换机的路由功能实现子网互联，从而有效解决了网络广播风暴和网络病毒等诸多网络管理方面的问题。

      根据RFC950定义，子网掩码是一个32位的二进制数， 其对应网络地址的所有位都置为1，对应于主机地址的所有位置都为0。一般将对应10进制的 IP 地址划分为网络标识(Net.ID)和主机标识(Host.ID)，只有网络标识相同的两台主机在无路由的情况下才能相互通信。

一般来说这五类的用途大致分为：

A类保留给政府机构（0.0.0.0到127.255.255.255）

B类分配给中等规模的公司（128.0.0.0到191.255.255.255）

C类分配给任何需要的人（192.0.0.0到223.255.255.255）

D类用于组播（224.0.0.0---239.255.255.255）


E类用于实验（240.0.0.0---247.255.255.255）

A、B、C三类中IP地址=网络地址+主机地址

D、E两类不区分网络地址和主机地址，特殊说明：


（1）A类中的 10.X.X.X是私有地址；127.X.X.X是保留地址


（2）B类中的 172.16.0.0~172.31.255.255是私有地址


（3）C类中的 192.168.X.X是私有地址

        我们知道计算机电脑是通过二进制进行计算的，IP的底层协议也同样使用的是二进制方法。通过换算，当一个8位的二进制数全部为1时，对应的十进制数值为255（128+64+32+16+8+4+2+1）；反之，当8位的二进制数全部为0时，则对应十进制数值为0。

将上述结果带入32位的子网掩码换算，可以得到的十进制数值最大为 255.255.255.255，最小为0.0.0.0。

子网掩码的作用：

        如下图所示，2个地区分别配置了1个C类IP段，理论上2者最多可以使用256个IP地址。但实际情况中，因为需求不同，其中1个地区只使用1个IP，另1个地区要使用257个IP，就出现一个浪费资源，另一个需求不满的情况。

        为了使IP资源被最大化利用，就必须划分开不同需求数量，并且使剩余IP数量也能够被继续使用。如下图所示，某区域内分配了192.168.0.x 的C类网络地址，但该地区只有4台设备，这里不考虑网段地址，直接从192.168.0.0开始分配，直到192.168.0.3一共分配掉4个地址。

        将这些 IP 转换成二进制进行对比，把相同位数锁定记录为“1”，代表网络号共有30位，不同位数记录为“0”，代表主机号共有2位。然后将记录到的32位二进制数转换为十进制数，得到255.255.255.252，就是该网络的子网掩码。不过这种表示方法很不直观，通常用 CIDR 的方式去体现，根据网络号的位数，直接表示为“/30”，即使用 192.168.0.0/30 表示这4个主机号处于同一个网络里面。

        而从后面的 192.168.0.4 开始，通过对二进制地址对比观察，会发现网络号位数少了1位，则代表该 IP 地址与上述4个地址不在同一网络，可以从192.168.0.0/29 开始表示。这种同样的C类地址，通过利用子网掩码的划分，就能准确而又最大利用率的划分不同网络。

子网掩码的计算：

例1：已知IP网段及子网掩码，计算网段范围、主机数量。

例2：已知2个不同的网段，192.168.1.x 和 192.168.2.x ，如何设置子网掩码使不同网段的 IP 互通。

例3：已知：172.16.30.10/20，请计算出这个IP地址的主机数，⼦⽹数，⼦⽹位，主机位，⼦⽹号，主机号，⽹络地址，⼴播地址，主机地址范围格式多少？

视频参考：