子网掩码和子网划分

子网掩码

子网掩码又叫网络掩码，地址掩码，子网络遮罩，它是一种用来指明一个ip地址的哪些位，标识的是主机所在的子网，以及哪些位标识的是主机的位掩码。
子网掩码是在IPV4地址资源紧缺的背景下为了解决ip地址分配而产生的虚拟ip技术，通过子网掩码将A,B,C三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。

为什么要用子网掩码？
在使用tcp/ip协议的两台计算机之间进行通讯时，我们通过将本机的子网掩码与接受方主机的ip地址进行’与’运算，即可得到目标主机所在的网络号，又由于每台主机在配置TCP/IP协议时都设置了一个本机ip地址与子网掩码，所以可以知道本机所在的网络号。
通过比较这两个网络号，就可以知道接受方主机是否在本网络上。如果网络号相同，表明接受方在本网络上，那么可以通过相关的协议把数据包直接发送到目标主机；如果网络号不同，表明目标主机在远程网络上，那么数据包将会发送给本网络上的路由器，由路由器将数据包发送到其他网络，直至到达目的地。在这个过程中你可以看到，子网掩码是不可或缺的！
子网掩码分类
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

子网划分
Internet组织机构定义了五种IP地址，有A、B、C三类地址。A类网络有126个，每个A类网络可能有16777214台主机，它们处于同一广播域。而在同一广播域中有这么多节点是不可能的，网络会因为广播通信而饱和，结果造成16777214个地址大部分没有分配出去。可以把基于每类的IP网络进一步分成更小的网络，每个子网由路由器界定并分配一个新的子网网络地址,子网地址是借用基于每类的网络地址的主机部分创建的。划分子网后，通过使用掩码，把子网隐藏起来，使得从外部看网络没有变化，这就是子网掩码。

子网划分方法步骤
（1）确定需要多少网络ID
每个子网都需要一个
每个广域网连接需要一个
• （2）确定每个子网的主机数量
每个主机需要一个
每个路由器接口需要一个
• （3）根据以上需求创建
整个网络的子网掩码
每个子网 ID
每个子网的主机范围

例题：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。
分析
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）：
00010000 . 00000000.00000000/20【172.16.0.0/20】
10101100.00010000.00010000.00000000/20【172.16.16.0/20】
10101100.00010000.00100000.00000000/20【172.16.32.0/20】
10101100.00010000.00110000.00000000/20【172.16.48.0/20】
10101100.00010000.01000000.00000000/20【172.16.64.0/20】
10101100.00010000.01010000.00000000/20【172.16.80.0/20】
10101100.00010000.01100000.00000000/20【172.16.96.0/20】
10101100.00010000.01110000.00000000/20【172.16.112.0/20】
10101100.00010000.10000000.00000000/20【172.16.128.0/20】
10101100.00010000.10010000.00000000/20【172.16.144.0/20】
10101100.00010000.10100000.00000000/20【172.16.160.0/20】
10101100.00010000.10110000.00000000/20【172.16.176.0/20】
10101100.00010000.11000000.00000000/20【172.16.192.0/20】
10101100.00010000.11010000.00000000/20【172.16.208.0/20】
10101100.00010000.11100000.00000000/20【172.16.224.0/20】
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
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

子网划分的好处
1）减少网络流量，无论什么样的流量，我们都希望它少些，网络流量亦如此。如果没有可信赖的路由器，网络流量可能导致整个网络停顿，但有了路由器后，大部分流量都将呆在本地网络内，只有前往其他网络的分组将穿越路由器。路由器增加广播域，广播域越多，每个广播轻松划分子网域就越小，而每个网段的网络流量也越少。
2）优化网络性能，这是减少网络流量的结果。
简化管理，与庞大的网络相比，在一系列相连的小网络中找出并隔离网络问题更容易。
3）有助于覆盖大型地理区域，WAN链路比LAN链路的速度慢得多，且更昂贵;单个大跨度的大型网络在前面说的各个方面都可能出现问题，而将多个小网络连接起来可提高系统的效率。