如何计算子网掩码

子网掩码是网络中非常重要的一部分,以下是我学习过程中的一些心得。

以下大部分内容摘自百度百科



由于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、定义子网掩码的步骤
A、确定哪些组地址归我们使用。
比如我们申请到的网络号为“210.73.124.89”,该网络地址为C类IP地址,网络标识为“210.73.124”,主机标识为“89”。
B、根据我们现在所需的子网数以及将来可能扩充到的子网数,用宿主机的一些位来定义子网掩码。
比如我们需要12个子网,将来可能需要16个。用子网掩码的第四个字节的前四位确定子网掩码(即255.255.255.0中的0)。前四位都置为“1”,即第四个字节为“11110000”,这个数我们暂且称作新的二进制子网掩码。
C、把对应初始网络的各个位都置为“1”,即前三个字节都置为“11111111”,第四个字节都置为“11110000”,则子网掩码的间断二进制形式为:“11111111.11111111.11111111.11110000”
D、把这个数转化为间断十进制形式为:“255.255.255.240”
这个数为该网络的子网掩码。

2、利用子网数来计算
在求子网掩码之前必须先搞清楚要划分的子网数目,以及每个子网内的所需主机数目。
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)计算27的二进制数为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(B类地址的主机位包括后两个字节,所以这里要把第三个字节的前5位置1),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)。
这一段介绍的是旧标准下计算的方法,关于旧的标准后文在介绍,在新标准中则可以将27减去1,因为计算机是从0开始计算的,从0到27实际上是有28个,所以所如果需要27个就需要将27减去1。


3、利用主机数来计算
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(注意去掉保留的两个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,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。
实际效果为每个子网可以有1024-2台机器。

4、子网ID增量计算法(即计算每个子网的IP范围)
其基本计算步骤如下:
第1步,将所需的子网数转换为二进制,如所需划分的子网数为“4”,则转换成成二进制为00000100;
第2步,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)。如前面的00000100,有效位为“100”,为3位;(在新标准中只需要2位就可以了)
第3步,决定子网掩码。如IP地址为B类129.20.0.0网络,则缺省子网掩码为:255.255.0.0,借用主机ID的3位以后变为:255.255.224(11100000)0,即将所借的位全表示为1,用作子网掩码。
第4步,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,如前面的借位的主机ID起始位段为“11100000”,最右边的“1”,转换成十进制后为2^5=32(此为子网ID增量)。
第5步,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),如本例向子网掩码中添加的位数为3,则可用子网ID数为:2^3-2=6个;
第6步,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 129.20.32.0(即第一个子网的起始IP段)
第7步,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。如缺省子网掩码位用主机ID位之后的子网ID为255.255.224.0,其中的“224”为借用主机ID后子网ID的最后一位段值,所以当子网ID通过以上增加增量的方法得到129.20.224.0时便终止,不要再添加了(可用的最后一个子网的终止IP为129.20.223.254)


我们知道当主机ID为全0时表示网络ID,全1时表示广播地址。


在RFC950标准中,不建议使用全0和全1的子网ID。

例如把最后一个字节的前3位借给网络ID,用后面的5位来表示主机ID,这样就会产生2^3=8个子网,子网ID就分别为000、001、010、011、100、101、110、111这样8个,在RFC950标准中只能使用中间的6个子网ID。

这么做的原因是:

设我们有一个网络:192.168.0.0/24(即子网掩码的前24位为1,255.255.255.0),我们现在需要两个子网,那么按照RFC950,应该使用/26而不是/25,得到两个可以使用的子网192.168.0.64和192.168.0.128

对于192.168.0.0/24,网络地址是192.168.0.0,广播地址是192.168.0.255

对于192.168.0.0/26,网络地址是192.168.0.0,广播地址是192.168.0.63
对于192.168.0.64/26,网络地址是192.168.0.64,广播地址是192.168.0.127
对于192.168.0.128/26,网络地址是192.168.0.128,广播地址是192.168.0.191
对于192.168.0.192/26,网络地址是192.168.0.192,广播地址是192.168.0.255

你可以看出来,对于第一个子网,网络地址和主网络的网络地址是重叠的,对于最后一个子网,广播地址和主网络的广播地址也是重叠的。在CIDR流行以前,这样的重叠将导致极大的混乱。比如,一个发往192.168.0.255的广播是发给主网络的还是子网的?这就是为什么在当时不建议使用全0和全1子网。在今天,CIDR已经非常普及了,所以一般不需要再考虑这个问题。


不应该使用全0全1子网这个规定是很早以前留下来的,源于RFC950,而且从一开始RFC950也没有禁止使用全0和全1子网。后来在RFC1878中这个规定已经被废止了。也就是说,现在完全可以使用全0和全1子网。



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