子网地址和子网内部主机地址的计算

在思科网络技术学院CCNA教学和考试当中，不少同学在进行IP地址规划时总是很头疼子网和掩码的计算。现在给大家一个小窍门，可以顺利的解决这个问题。
首先，我们看一个CCNA考试中常见的题型：一个主机的IP地址是202.112.14.137，掩码是255.255.255.224，要求计算这个主机所在网络的网络地址和广播地址。
255.255.255.224的掩码所容纳的IP地址有256－224?2个（包括网络地址和广播地址），那么具有这种掩码的网络地址一定是32的倍数。而网络地址是子网IP地址的开始，广播地址是结束，可使用的主机地址在这个范围内，因此略小于137而又是32的倍数的只有128，所以得出网络地址是202.112.14.128。而广播地址就是下一个网络的网络地址减1。而下一个32的倍数是160，因此可以得到广播地址为202.112.14.159。
CCNA考试中，还有一种题型，要你根据每个网络的主机数量进行子网地址的规划和计算子网掩码。这也可按上述原则进行计算。比如一个子网有10台主机，那么对于这个子网就需要10＋1＋1＋1＝13个IP地址。（注意加的第一个1是指这个网络连接时所需的网关地址，接着的两个1分别是指网络地址和广播地址。）13小于16（16等于2的4次方），所以主机位为4位。而256－16＝240，所以该子网掩码为255.255.255.240。
如果一个子网有14台主机，不少同学常犯的错误是：依然分配具有16个地址空间的子网，而忘记了给网关分配地址。这样就错误了，因为14＋1＋1＋1＝17 ，大于16，所以我们只能分配具有32个地址（32等于2的5次方）空间的子网。这时子网掩码为：255.255.255.224。
而在子网内部的主机地址的计算方法为:当前主机的IP地址的最后一个字节(十进制)减去当前主机所在的子网地址的最后一个字节,所得的结果就是当前主机的地址.
EG:一主机的IP为192.155.12.112,其所在的子网地址为:0.0.0.96
因此它的子网主机地址为:112-96=16即0.0.0.16
快速计算子网掩码和主机IP
业务的发展常常会导致许多单位面临这样一个问题：工作站数量越来越多，管理单一的大型网络也变得越来越艰难。如果将一个单一的大型网络划分为多个子网，通过对每个子网进行单独管理，可以明显地提高整个网络的性能。
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相应的结论，但如果采用十进制计算方法，计算起来更为简便。经过长期实践与经验积累，笔者总结出子网掩码及主机块的十进制算法。
一、明确概念
在介绍十进制算法前我们先要明确一些概念。
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在1～126范围内称为A类地址；X在128～191范围内称为B类地址；X在192～223范围内称为C类地址。比如10.202.52.130，因为X为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 255.0.0.0; B类为 255.255.0.0; C类为 255.255.255.0。当我们要划分子网用到子网掩码M时，类子网掩码的格式如下：A类为 255.M.0.0，B类为 255.255.M.0，C类为255.255.255.M。M是相应的子网掩码，比如255.255.255.240。十进制计算基数是256（下面，我们所有的十进制计算都要用256来进行）。
二、变量说明
1．Subnet_block指可分配子网块大小，表示在某一子网掩码下子网的块数。
2．Subnet_num是可分配子网数，指可分配子网块中要剔除首、尾两块，是某一子网掩码下可分配的实际子网数量。Subnet_num =Subnet_block－2。
3．IP_block指每个子网可分配的IP地址块大小。
4．IP_num指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也用于计算主机块。
5．M指子网掩码。
表示上述变量关系的公式如下：
M=256－IP_block IP_block=256/Subnet_block或Subnet_block=256/IP_block IP_num=IP_block－2 Subnet_num=Subnet_block－2。
6．2的幂数。大家要熟练掌握28（256）以内的2的幂代表的十进制数（如128=27、64=26等），这样可以使我们立即推算出Subnet_block和IP_block的数目。
三、举例说明
现在，通过举一些实际例子，大家可以对子网掩码和主机块的十进制算法有深刻的了解。
1．已知所需子网数12，求实际子网数。
这里实际子网数指Subnet_num，由于12最接近2的幂为16（24），即Subnet_block=16，那么Subnet_num=16－2=14，故实际子网数为14。
2．已知一个B类子网的每个子网主机数要达到60×255个(约相当于X.Y.0.1～X.Y.59.254的数量)，求子网掩码。
首先，60接近2的幂为64（26），即IP_block=64; 其次，子网掩码M=256－IP_block=256－64=192，最后由子网掩码格式B类是255.255.M.0得出子网掩码为255.255.192.0。
3．如果所需子网数为7，求子网掩码。
7最接近2的幂为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的幂为16，即Subnet_block=16。因为IP_block=256/Subnet_block=256/16=16，所以子网掩码M=256－IP_block=256－16=240。
4．已知网络地址为211.134.12.0，要有4个子网，求子网掩码及主机块。
由于211.Y.Y.Y是一个C类网，子网掩码格式为255.255.255.M，又知有4个子网，4接近2的幂是8（23），所以Subnet_block=8，Subnet_num=8－2=6，IP_block=256/Subnet_block=256/8=32，子网掩码M=256－IP_block=256－32=224，故子网掩码表示为255.255.255.224。又因为子网块的首、尾两块不能使用，所以可分配6个子网，每个子网有32个可分配主机块，即32～63、64～95、96～127、128～159、160～191、192～223，其中首块（0～31）和尾块（224～255）不能使用。
由于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），所以主机块分别为33～62、65～94、97～126、129～158、161～190及193～222，因此子网掩码为255.255.255.224，主机块共有6段，分别为211.134.12.33～211.134.12.62、211.134.12.65~211.134.12.94、211.134.12.97～211.134.12.126、211.134.12.129～211.134.12.158、211.134.12.161～211.134.12.190及211.134.12.193～211.134.12.222。用户可以任选其中的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，并得出可分配的主机块。