二、子網(wǎng)掩碼算法實例

　　IP地址是32位的二進制數(shù)值，用于在TCP/IP通訊協(xié)議中標記每臺計算機的地址。通常我們使用點式十進制來表示，如192.168.0.5等等。

　　每個IP地址又可分為兩部分。即網(wǎng)絡(luò)號部分和主機號部分：網(wǎng)絡(luò)號表示其所屬的網(wǎng)絡(luò)段編號，主機號則表示該網(wǎng)段中該主機的地址編號。按照網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的大小，IP地址可以分為A、B、C、D、E五類，其中A、B、C類是三種主要的類型地址，D類專供多目傳送用的多目地址，E類用于擴展備用地址。A、B、C三類IP地址有效范圍如下表：

　　類別 網(wǎng)絡(luò)號 /占位數(shù) 主機號 /占位數(shù) 用途

　　A 1～126 / 8 0～255 0～255 1～254 / 24 國家級

　　B 128～191 0～255 / 16 0～255 1～254 / 16 跨過組織

　　C 192～223 0～255 0～255 / 24 1～254 / 8 企業(yè)組織

　　隨著互連網(wǎng)應(yīng)用的不斷擴大，原先的IPv4的弊端也逐漸暴露出來，即網(wǎng)絡(luò)號占位太多，而主機號位太少，所以其能提供的主機地址也越來越稀缺，目前除了使用NAT在企業(yè)內(nèi)部利用保留地址自行分配以外，通常都對一個高類別的IP地址進行再劃分，以形成多個子網(wǎng)，提供給不同規(guī)模的用戶群使用。

　　這里主要是為了在網(wǎng)絡(luò)分段情況下有效地利用IP地址，通過對主機號的高位部分取作為子網(wǎng)號，從通常的網(wǎng)絡(luò)位界限中擴展或壓縮子網(wǎng)掩碼，用來創(chuàng)建某類地址的更多子網(wǎng)。但創(chuàng)建更多的子網(wǎng)時，在每個子網(wǎng)上的可用主機地址數(shù)目會比原先減少。 子網(wǎng)掩碼是標志兩個IP地址是否同屬于一個子網(wǎng)的，也是32位二進制地址，其每一個為1代表該位是網(wǎng)絡(luò)位，為0代表主機位。它和IP地址一樣也是使用點式十進制來表示的。如果兩個IP地址在子網(wǎng)掩碼的按位與的計算下所得結(jié)果相同，即表明它們共屬于同一子網(wǎng)中。

　　在計算子網(wǎng)掩碼時，我們要注意IP地址中的保留地址，即“ 0”地址和廣播地址，它們是指主機地址或網(wǎng)絡(luò)地址全為“ 0”或“ 1”時的IP地址，它們代表著本網(wǎng)絡(luò)地址和廣播地址，一般是不能被計算在內(nèi)的。

　　下面就來以實例來說明子網(wǎng)掩碼的算法：

　　對于無須再劃分成子網(wǎng)的IP地址來說，其子網(wǎng)掩碼非常簡單，即按照其定義即可寫出：如某B類IP地址為 10.12.3.0，無須再分割子網(wǎng)，則該IP地址的子網(wǎng)掩碼為255.255.0.0。如果它是一個C類地址，則其子網(wǎng)掩碼為 255.255.255.0。其它類推，不再詳述。下面我們關(guān)鍵要介紹的是一個IP地址，還需要將其高位主機位再作為劃分出的子網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)號，剩下的是每個子網(wǎng)的主機號，這時該如何進行每個子網(wǎng)的掩碼計算。

　　利用子網(wǎng)數(shù)來計算

　　在求子網(wǎng)掩碼之前必須先搞清楚要劃分的子網(wǎng)數(shù)目，以及每個子網(wǎng)內(nèi)的所需主機數(shù)目。

　　1）將子網(wǎng)數(shù)目轉(zhuǎn)化為二進制來表示

　　2）取得該二進制的位數(shù)，為 N

　　3）取得該IP地址的類子網(wǎng)掩碼，將其主機地址部分的的前N位置 1 即得出該IP地址劃分子網(wǎng)的子網(wǎng)掩碼。

　　如欲將B類IP地址168.195.0.0劃分成27個子網(wǎng)：

　　1）27=11011

　　2）該二進制為五位數(shù)，N = 5

　　3）將B類地址的子網(wǎng)掩碼255.255.0.0的主機地址前5位置 1，得到 255.255.248.0

　　即為劃分成 27個子網(wǎng)的B類IP地址 168.195.0.0的子網(wǎng)掩碼。

　　利用主機數(shù)來計算

　　1）將主機數(shù)目轉(zhuǎn)化為二進制來表示

　　2）如果主機數(shù)小于或等于254（注意去掉保留的兩個IP地址），則取得該主機的二進制位數(shù)，為 N，這里肯定 N《8。如果大于254，則 N》8，這就是說主機地址將占據(jù)不止8位。

　　3）使用255.255.255.255來將該類IP地址的主機地址位數(shù)全部置1，然后從后向前的將N位全部置為 0，即為子網(wǎng)掩碼值。

　　如欲將B類IP地址168.195.0.0劃分成若干子網(wǎng)，每個子網(wǎng)內(nèi)有主機700臺：

　　1） 700=1010111100

　　2）該二進制為十位數(shù)，N = 10

　　3）將該B類地址的子網(wǎng)掩碼255.255.0.0的主機地址全部置 1，得到255.255.255.255然后再從后向前將后 10位置0，即為： 11111111.11111111.11111100.00000000即255.255.252.0。這就是該欲劃分成主機為700臺的B類IP地址 168.195.0.0的子網(wǎng)掩碼。

　　下面列出各類IP地址所能劃分出的所有子網(wǎng)，其劃分后的主機和子網(wǎng)占位數(shù)，以及主機和子網(wǎng)的（最大）數(shù)目，注意要去掉保留的IP地址（即劃分后有主機位或子網(wǎng)位全為“0”或全為“1”的）：

　　A類IP地址：

　　子網(wǎng)位 /主機位 子網(wǎng)掩碼 子網(wǎng)最大數(shù) /主機最大數(shù)

　　2/22 255.192.0.0 2/4194302

　　3/21 255.224.0.0 6/2097150

　　4/20 255.240.0.0 14/1048574

　　5/19 255.248.0.0 30/524286

　　6/18 255.252.0.0 62/262142

　　7/17 255.254.0.0 126/131070

　　8/16 255.255.0.0 254/65536

　　9/15 255.255.128.0 510/32766

　　10/14 255.255.192.0 1022/16382

　　11/13 255.255.224.0 2046/8190

　　12/12 255.255.240.0 4094/4094

　　13/11 255.255.248.0 8190/2046

　　14/10 255.255.252.0 16382/1022

　　15/9 255.255.254.0 32766/510

　　16/8 255.255.255.0 65536/254

　　17/7 255.255.255.128 131070/126

　　18/6 255.255.255.192 262142/62

　　19/5 255.255.255.224 524286/30

　　20/4 255.255.255.240 1048574/14

　　21/3 255.255.255.248 2097150/6

　　22/2 255.255.255.252 4194302/2

　　B類IP地址：

　　子網(wǎng)位 /主機位 子網(wǎng)掩碼 子網(wǎng)最大數(shù) /主機最大數(shù)

　　2/14 255.255.192.0 2/16382

　　3/13 255.255.224.0 6/8190

　　4/12 255.255.240.0 14/4094

　　5/11 255.255.248.0 30/2046

　　6/10 255.255.252.0 62/1022

　　7/9 255.255.254.0 126/510

　　8/8 255.255.255.0 254/254

　　9/7 255.255.255.128 510/126

　　10/6 255.255.255.192 1022/62

　　11/5 255.255.255.224 2046/30

　　12/4 255.255.255.240 4094/14

　　13/3 255.255.255.248 8190/6

　　14/2 255.255.255.252 16382/2

　　C類IP地址：

　　子網(wǎng)位 /主機位 子網(wǎng)掩碼 子網(wǎng)最大數(shù) /主機最大數(shù)

　　2/6 255.255.255.192 2/62

　　3/5 255.255.255.224 6/30

　　4/4 255.255.255.240 14/14

　　5/3 255.255.255.248 30/6

　　6/2 255.255.255.252 62/2

　　再根據(jù)CCNA中會出現(xiàn)的題目給大家舉個例子：

　　首先，我們看一個考試中常見的題型：一個主機的IP地址是202.112.14.137，掩碼是255.255.255.224，要求計算這個主機所在網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)地址和廣播地址。

　　常規(guī)辦法是把這個主機地址和子網(wǎng)掩碼都換算成二進制數(shù)，兩者進行邏輯與運算后即可得到網(wǎng)絡(luò)地址。其實大家只要仔細想想，可以得到另一個方法：255.255.255.224的掩碼所容納的IP地址有256－224＝32個（包括網(wǎng)絡(luò)地址和廣播地址），那么具有這種掩碼的網(wǎng)絡(luò)地址一定是32的倍數(shù)。而網(wǎng)絡(luò)地址是子網(wǎng)IP地址的開始，廣播地址是結(jié)束，可使用的主機地址在這個范圍內(nèi)，因此略小于137而又是32的倍數(shù)的只有128，所以得出網(wǎng)絡(luò)地址是202.112.14.128。而廣播地址就是下一個網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)地址減1。而下一個32的倍數(shù)是160，因此可以得到廣播地址為202.112.14.159。可參照下表來理解本例。

　　子網(wǎng)絡(luò) 2進制子網(wǎng)絡(luò)域數(shù) 2進制主機域數(shù)的范圍 2進制主機域數(shù)的范圍

　　第1個子網(wǎng)絡(luò) 000 00000 thru 11111 .0 thru.31

　　第2個子網(wǎng)絡(luò) 001 00000 thru 11111 .32 thru.63

　　第3個子網(wǎng)絡(luò) 010 00000 thru 11111 .64 thru.95

　　第4個子網(wǎng)絡(luò) 011 00000 thru 11111 .96 thru.127

　　第5個子網(wǎng)絡(luò) 100 00000 thru 11111 .128 thru.159

　　第6個子網(wǎng)絡(luò) 101 00000 thru 11111 .160 thru.191

　　第7個子網(wǎng)絡(luò) 110 00000 thru 11111 .192 thru.223

　　第8個子網(wǎng)絡(luò) 111 00000 thru 11111 .124 thru.255

　　CCNA考試中，還有一種題型，要你根據(jù)每個網(wǎng)絡(luò)的主機數(shù)量進行子網(wǎng)地址的規(guī)劃和計算子網(wǎng)掩碼。這也可按上述原則進行計算。比如一個子網(wǎng)有10臺主機，那么對于這個子網(wǎng)需要的IP地址是： 10＋1＋1＋1＝13

　　注意：加的第一個1是指這個網(wǎng)絡(luò)連接時所需的網(wǎng)關(guān)地址，接著的兩個1分別是指網(wǎng)絡(luò)地址和廣播地址。因為13小于16（16等于2的4次方），所以主機位為4位。而 256－16＝240

　　所以該子網(wǎng)掩碼為255.255.255.240。

　　如果一個子網(wǎng)有14臺主機，不少人常犯的錯誤是：依然分配具有16個地址空間的子網(wǎng)，而忘記了給網(wǎng)關(guān)分配地址。這樣就錯誤了，因為：

　　14＋1＋1＋1＝17

　　17大于16，所以我們只能分配具有32個地址（32等于2的5次方）空間的子網(wǎng)。這時子網(wǎng)掩碼為：255.255.255.224。