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相信對于IP地址這個概念,大家應該不陌生,但本篇文章筆者將詳細為大家敘述子網掩碼及子網劃分方法。 一、子網掩碼的概念及作用 子網掩碼是一個應用于TCP/IP網絡的32位二進制值,它可以屏蔽掉ip地址中的一部分,從而分離出ip地址中的網絡部分與主機部分,基于子網掩 碼,管理員可以將網絡進一步劃分為若干子網。 二、為什么需要使用子網掩碼 雖然我們說子網掩碼可以分離出ip地址中的網絡部分與主機部分,可大家還是會有疑問,比如為什么要區分網絡地址與主機地址?區分以后又怎樣呢?那么好,讓我們再詳細的講一下吧! 在使用TCP/IP協議的兩臺計算機之間進行通信時,我們通過將本機的子網掩碼與接受方主機的ip地址進行'與'運算,即可得到目標主機所在的網絡號,又由于每臺主機在配置TCP/IP協議時都設置了一個本機ip地址與子網掩碼,所以可以知道本機所在的網絡號。 通過比較這兩個網絡號,就可以知道接受方主機是否在本網絡上。如果網絡號相同,表明接受方在本網絡上,那么可以通過相關的協議把數據包直接發送到目標主機;如果網絡號不同,表明目標主機在遠程網絡上,那么數據包將會發送給本網絡上的路由器,由路由器將數據包發送到其他網絡,直至到達目的地。在這個過程中你可以看到,子網掩碼是不可或缺的! 三、如何用子網掩碼得到網絡/主機地址 既然子網掩碼這么重要,那么它是如何分離出ip地址中的網絡地址和主機地址的呢? 過程如下: 1.將ip地址與子網掩碼轉換成二進制; 2.將二進制形式的ip地址與子網掩碼做'與'運算,將答案化為十進制便得到網絡地址; 3.將二進制形式的子網掩碼取'反'; 4.將取'反'后的子網掩碼與ip地址做'與'運算,將答案化為十進制便得到主機地址。 下面我們用一個例子給大家演示: 假設有一個I P 地址:192.168.0.1 子網掩碼為:255.255.255.0 化為二進制為:I P 地址11000000.10101000.00000000.00000001 子網掩碼11111111.11111111.11111111.00000000 將兩者做'與'運算得:11000000.10101000.00000000.00000000 將其化為十進制得:192.168.0.0 這便是上面ip的網絡地址,主機地址以此類推。 小技巧:由于觀察到上面的子網掩碼為C類地址的默認子網掩碼(即未劃分子網),便可直接看出網絡地址為ip地址的前三部分,即前三個字節。 解惑: 什么?你還是不懂?問我為什么要做'與'運算而不是別的?其實你仔細觀察一下上面的例子就應該能明白。 '1'在做'與'運算時,不影響結果,'0'在做'與'運算時,將得到0,利用'與'的這個特性,當管理員設置子網掩碼時,即將子網掩碼上與網絡地址所對應的位都設為'1',其他位都設為'0',那么當作'與'時,ip地址中的網絡號將被保留到結果中,而主機號將被置0,這樣就解析出了網絡號,解析主機號也一樣,只需先把子網掩碼取'反',在做'與'。 四、子網掩碼的分類 1)缺省子網掩碼: 即未劃分子網,對應的網絡號的位都置1,主機號都置0。 A類網絡缺省子網掩碼:255.0.0.0 B類網絡缺省子網掩碼:255.255.0.0 C類網絡缺省子網掩碼:255.255.255.0 2)自定義子網掩碼: 將一個網絡劃分為幾個子網,需要每一段使用不同的網絡號或子網號,實際上我們可以認為是將主機號分為兩個部分:子網號、子網主機號。 形式如下: 未做子網劃分的ip地址:網絡號+主機號 做子網劃分后的ip地址:網絡號+子網號+子網主機號 也就是說ip地址在化分子網后,以前的主機號位置的一部分給了子網號,余下的是子網主機號。 五、子網編址技術 前面幾點介紹了子網掩碼的一些知識,下面我們來看看子網劃分,不要認為子網劃分與子網掩碼沒有關系喲,子網劃分也是靠子網掩碼來實現的。 子網是指一個ip地址上生成的邏輯網絡,它可以讓一個網絡地址跨越多個物理網絡,即一個網絡地址代表多個網絡(很明顯這樣做可以節省ip地址)。呵呵,聽起來是不是很蹊蹺?一個網絡就這樣被莫名其妙的劃分成了許多子網?那么這樣做有什么用呢? 我舉個例子來跟你說吧:比如你是某個學校的網管,你的學校有四個處于不同物理位置的網絡教室,每個網絡教室25臺機器,你的任務是給這些機器配置ip地址和子網掩碼。你可能會覺得這再簡單不過了,申請4個C類地址,每個教室一個,然后在一一配置不就搞定了。嗯,這樣做理論上沒錯,但你有沒有想到這樣做很浪費,你一共浪費了(254-25)*4=916個ip地址,如果所有的網管都像你這樣做,那么internet上的ip地址將會在極短的時間內枯竭,顯然,你是不能這樣做,你應該做子網劃分。 子網劃分說白了是這樣一個事情:因為在劃分了子網后,ip地址的網絡號是不變的,因此在局域網外部看來,這里仍然只存在一個網絡,即網絡號所代表的那個網絡;但在網絡內部卻是另外一個景象,因為我們每個子網的子網號是不同的,當用化分子網后的ip地址與子網掩碼(注意,這里指的子網掩碼已經不是缺省子網掩碼了,而是自定義子網掩碼,是管理員在經過計算后得出的)做'與'運算時,每個子網將得到不同的子網地址,從而實現了對網絡的劃分(得到了不同的地址,當然就能區別出各個子網了,有趣吧)。 子網編址技術,即子網劃分將會有助于以下問題的解決: 1)巨大的網絡地址管理耗費:如果你是一個A類網絡的管理員,你一定會為管理數量龐大的主機而頭痛的; 2)路由器中的選路表的急劇膨脹:當路由器與其他路由器交換選路表時,互聯網的負載是很高的,所需的計算量也很高; 3)IP地址空間有限并終將枯竭:這是一個至關重要的問題,高速發展的internet,使原來的編址方法不能適應,而一些ip地址卻不能被充分的利用,造成了浪費。 因此,在配置局域網或其他網絡時,根據需要劃分子網是很重要的,有時也是必要的。現在,子網編址技術已經被絕大多數局域網所使用。 六、如何劃分子網及確定子網掩碼 在動手劃分之前,一定要考慮網絡目前的需求和將來的需求計劃。 劃分子網主要從以下方面考慮: 1.網絡中物理段的數量(即要劃分的子網數量) 2.每個物理段的主機的數量 確定子網掩碼的步驟: 第一步:確定物理網段的數量,并將其轉換為二進制數,并確定位數n。如:你需要6個子網,6的二進制值為110,共3位,即n=3; 第二步:按照你ip地址的類型寫出其缺省子網掩碼。如C類,則缺省子網掩碼為11111111.11111111.11111111.00000000; 第三步:將子網掩碼中與主機號的前n位對應的位置置1,其余位置置0。若n=3且為 C類地址:則得到子網掩碼為11111111.11111111.11111111.11100000化為十進制得到255.255.255.224 B類地址:則得到子網掩碼為11111111.11111111.11100000.00000000化為十進制得到255.255.224.0 A類地址:則得到子網掩碼為11111111.11100000.00000000.00000000化為十進制得到255.224.0.0 另:由于網絡被劃分為6個子網,占用了主機號的前3位,若是C類地址,則主機號只能用5位來表示主機號,因此每個子網內的主機數量=(2的5次方)-2=30,6個子網總共所能標識的主機數將小于254,這點請大家注意! 解惑: 1.你可能有這樣的疑問,比如在上面的例子里,6的二進制值為110,那么為什么要將子網掩碼中與主機號的前n位對應的位置都置1,而不是用6的二進制110去替代前n位呢? 呵呵,這個問題提的很好,答案是這樣的:我們計算子網掩碼的目的是什么?就是希望它在做'與'的時候能夠解析出網絡號,也就是說它與網絡號所對應的位置都應該是1(當然包括與子網號所對應的位置),那么很顯然,你寫上110是不對的,如果你這么寫,那么它的意義是主機號的前兩位作為子網號,那么這樣將最多劃分2個子網(不明白沒關系,下面有計算子網數量的方法),與我們當初所要劃分的6個子網顯然是不一致的。這樣解釋你能明白馬? 2.細心的人可能會發現,劃分4個子網,5個子網和6個子網的子網掩碼是一樣的,同為255.255.255.224,是不是錯了呢?三個子網掩碼應該不同呀?呵呵,是這樣的,因為4,5,6的二進制值都是3為,因此在子網掩碼中這三位都置1,劃分是沒有問題的,只是你的理解上有一點小小的問題,劃分為4個子網,其實可以理解為劃分為6個子網,但你只使用了其中的4個。比如你想劃分8個子網,與劃分14個子網所得到的子網掩碼是一樣的,都占用了4位作為子網號。 七、相關判斷方法 1)如何判斷是否做了子網劃分? 這個問題很簡單,如果它使用了缺省子網掩碼,那么表示沒有作子網劃分;反之,則一定作了子網劃分。 2)如何計算子網地址? 還是老辦法,將ip地址與子網掩碼的二進制形式做'與',得到的結果即為子網地址。 3)如何計算主機地址? 這個也不用說了吧,先將子網掩碼的二進制取'反',再與ip地址做'與'。 4)如何計算子網數量? 這個問題大家會常常提到,還是從子網掩碼入手,主要有兩個步驟: 1.觀察子網掩碼的二進制形式,確定作為子網號的位數n; 2.子網數量為2的n次方-2。(為什么減2,呵呵,往下看) 舉個例子來說,比如有這樣一個子網掩碼:255.255.255.224其二進制為: 11111111.11111111.11111111.11100000可見n=3,2的3次方為8,說明子網地址可能有 如下8種情況: 000 001 010 011 100 101 110 111 但其中代表網絡自身的000;代表廣播地址的111是被保留的,所以要減2,明白了嗎? 5)如何計算總主機數量,子網內主機數量? 總主機數量=子網數量×子網內主機數量 再用一個例子給大家說明,比如子網掩碼為255.255.255.224 上面的討論知道它最多可以劃分6個子網,那么每個子網內最多有多少個主機呢?其實上面我已經給大家算過了,由于網絡被劃分為6個子網,占用了主機號的前3位,且是C類地址,則主機號只能用5位來表示主機號,因此子網內的主機數量=(2的5次方)-2=30. 因此通過這個子網掩碼我們可以算出這個網絡最多可以標識6*30=180個主機(可見,在化分子網后,整個網絡所能標識的主機數量將減少)。 6)計算ip地址范圍 通過一個自定義子網掩碼,我們可以得到這個網絡所有可能的ip地址范圍。 具體步驟: 1.寫出二進制子網地址; 2.將子網地址化為十進制; 3.計算子網所能容納主機數; 4.得出ip范圍(起始地址:子網地址+1;終止地址:子網地址+主機數) 假設一個子網掩碼為:255.255.255.224,可知其最多可以劃分6個子網,子網內主機數為30,那么所有可能的ip地址及計算流程如下: 子網--子網地址(二進制)--------子網地址-----實際ip范圍 1號-11001010.01110000.00001010.00100000-202.112.10.32-202.112.10.33-202.112.10.62 2號-11001010.01110000.00001010.01000000-202.112.10.64-202.112.10.65-202.112.10.94 3號-11001010.01110000.00001010.01100000-202.112.10.96-202.112.10.97-202.112.10.126 4號-11001010.01110000.00001010.10000000-202.112.10.128-202.112.10.129-202.112.10.158 5號-11001010.01110000.00001010.10100000-202.112.10.160-202.112.10.161-202.112.10.190 6號-11001010.01110000.00001010.11000000-202.112.10.192-202.112.10.193-202.112.10.222