子网掩码的计算

一、定义与作用

· 子网掩码（网络掩码、地址掩码、子网络遮罩）：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。

· 子网掩码不能单独存在，它必须结合IP地址一起使用。

· 子网掩码只有一个作用，就是将某个IP地址划分成网络地址和主机地址两部分。

· 利用子网掩码可以把大的网络划分成子网，即VLSM（可变长子网掩码），也可以把小的网络归并成大的网络即超网。

· 二进制子网掩码中若有N个“1”，则称为/N，其实N即（网络位数+子网位数）= 32-主机位数。

如：子网掩码255.255.248.0  → 11111111 11111111 11111000 00000000，/21

· 默认子网掩码：

  · A类：255.0.0.0

  · B类：255.255.0.0

  · C类：255.255.255.0

二、计算

· 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。

1.根据子网数计算

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1：11111111 11111111 00000000 000000000 → 11111111 11111111 11111 000 00000000，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（实际上是划成了32-2=30个子网，这里的32=2^N）。

2.根据主机数计算

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（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1：11111111 11111111 00000000 00000000 → 11111111 11111111 11111111 11111111，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。

3.子网ID增量计算法

· 计算每个子网的IP范围。

1）将所需的子网数转换为二进制。
2）取子网数的二进制中有效位数，即为向缺省子网掩码中加入的位数（既向主机ID中借用的位数）。
3）决定子网掩码，缺省子网掩码借用主机位后，非主机位置为1，得到子网掩码。
4）将所借位的主机ID的起始位段最右边的“1”转换为十进制，即为每个子网ID之间的增量。
5）产生的子网ID数为：2^m-2 （m为向缺省子网掩码中加入的位数）。
6）将上面产生的子网ID增量附在原网络ID之后的第一个位段，便形成第一个子网网络ID（即第一个子网的起始IP段）。
7）重复上步操作，在原子网ID基础上加上一个子网ID增量，依次类推，直到子网ID中的最后位段为缺省子网掩码位用主机ID位之后的最后一个位段值，这样就可得到所有的子网网络ID。

如：
欲将B类IP地址168.195.0.0划分成27个子网：
1）27=11011
2）加入位数为5
3）B类地址缺省子网掩码为255.255.0.0，借用主机ID5位后变为255.255.248.0
4）被借位的是IP地址第三段即主机号第一段，现变为11111000，最右边的“1”转为十进制是2^3=8，即子网ID增量
5）产生的子网ID数为2^5-2=30个，即可用子网ID数为30个
6）将4）中产生的子网ID增量加到IP地址的子网段，便形成第一个子网网络ID：168.195.8.0（即第一个子网的起始IP段）。
7）重复6），直到子网ID为248，即缺省子网掩码借用主机ID5位后的子网ID（只能用到168.195.247.0）。
所以子网的网络地址为：
168.195.8.0   ——  168.195.15.0
168.195.16.0   ——  168.195.23.0
168.195.24.0   ——  168.195.31.0
168.195.32.0   ——  168.195.39.0
……
168.195.240.0   ——  168.195.247.0

三、例题

例1.已知IP地址141.14.72.24，子网掩码是255.255.192.0，求网络地址。

IP地址：141.14.01001000.24
子网掩码：255.255.11000000.00000000       “与”运算
——————————————————————————
网络地址：141.14.01000000.00000000，即141.14.64.0

例2.已知IP地址141.14.72.24，子网掩码是255.255.224.0，求网络地址，并讨论所得结果。

IP地址：141.14.01001000.24
子网掩码：255.255.11100000.00000000       “与”运算
——————————————————————————
网络地址：141.14.01000000.00000000，即141.14.64.0

与例1结果一样，说明同样IP地址和不同子网掩码可得出相同网络地址。但不同子网掩码效果不同。例1和例2中子网号位数不同，可划分的子网数和每个子网的最大主机数不同。