计算机网络---子网划分和子网掩码

（一）子网划分

定义：当我们对一个网络进行子网划分时，基本上就是将它分成小的网络。比如，当一组IP地址指定给一个公司时，公司可能将该网络“分割成”小的网络，每个部门一个。这样，技术部门和管理部门都可以有属于它们的小网络。通过划分子网，我们可以按照我们的需要将网络分割成小网络。这样也有助于降低流量和隐藏网络的复杂性。  --》百度百科

   

 子网划分定义：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，通过使用验码，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。

简单理解成：  
1.子网划分
   两级IP地址（网络号+主机号）设计得不合理。
1)IP地址空间的利用率有时很低。例如，对于一个只有200台主机的公司，分配一个A类网络，显然IP地址利用率极低。
2)给每一个物理网络分配一个网络号会使路由表变得太大而使网络性能变坏。
3）两级的IP地址不够灵活。
       聪明的人类想出了“子网号字段”，使得两级的IP地址变为三级的IP地址，这种做法叫作划分子网。划分子网属于一个单位内部的事情，单位对外仍然表现为没有划分子网的网络。
       划分子网的基本思路：从主机号借用若干个比特作为子网号，而主机号也就相应减少了若干个比特，网络号不变。于是三级的IP地址可记为
IP地址：：={<网络号>，<子网号>，<主机号>}
 
    凡是从其他网络发送给本单位某个主机的IP分组，仍然根据IP分组的目的网络号先找到连接在本单位网络上的路由器，然后此路由器在收到IP分组后，再按目的网络号和子网号找到目的子网，最后将该IP分组直接交付给目的主机。

     
疑问：子网号到底可不可以使用全“0”和全“1”？如果不可以，那么CIDR 怎么解释?

解析：对于分类的IPv4地址进行子网划分时，子网号绝对不能使用全“1”和全“0”。但是CIDR是可以使用全“0”和全“1”的。其实CIDR准确来讲不能算是划分子网，只是形式上像划分子网。准确地说，CIDR应该是划分子块。

 

（二）子网掩码

定义：子网掩码(subnet mask)又叫网络掩码、地址掩码、子网络遮罩，它用来指明一个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。

   子网掩码是一个32位地址，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，还是在广域网上。 ---》百度百科

      子网划分与否是看不出来的，如果要告诉主机或路由器是否对一个A类、B类、C类网各进行了子网划分，则需要子网掩码。
       子网掩码是一个与IP地址相对应的32 位的二进制串，它由一串 1和 0组成。其中，1对应于 IP地址中的网络号和子网号，0对应于主机号。因为1对1进行与操作，结果为1；1对0进行与操作，结果为0。所以使用一串1对网络号和子网号进行与操作，就可以得到网络号。

 例子如下：已知IP地址是141.14.72.24，子网掩码为255.255.192.0，求网络地址？

     现在的因特网标准规定，所有网络都必须有一个子网掩码。如果一个网络没有划分子网，就采用默认子网掩码。A 类、B 类、C 类地址的默认子网掩码分别是 255.0.0.0；255.255.0.0；255.255.255.0

     使用子网掩码后，路由表的每行所包括的主要内容是目的网络地址、子网掩码和下一跳地址。此时，路由器的分组转发算法如下：

• 1. 从收到的分组首部提取目的IP地址 D。

•  2.先判断是否为直接交付，用那些和路由器直接相邻的网络的子网掩码和D逐位相“与”，看是否和相应的网络地址匹配。若匹配，则将分组直接交付，否则就是间接交付。

• 3.若路由表中有目的地址为D的特定主机路由，则将分组传送给指明的下一跳路由器，否则执行4。

• 4.对路由表中的每一行的子网掩码和D逐位相“与”。若其结果与该行的目的网络地址匹配，则将分组传送给该行指明的下一跳路由器；否则，执行5 。

• 若路由表中有一个默认路由，则将分组传送给路由表中所指明的默认路由器；否则，执行6 。

• 报告转发分组出错。

 总结：不管网络有没有划分子网，只要将子网掩码和IP地址进行逐位的“与”运算，就一定能立即得出网络地址。

（三） 使用子网时分组的转发