子网掩码计算小结

  1、基本原理
    
    随着互连网应用的不断扩大，原先的ipv4的弊端也逐渐暴露出来，即网络号占位太多，而主机号位太少，所以其能提供的主机地址也越来越稀缺，目前除了使用nat在企业内部利用保留地址自行分配以外，通常都对一个高类别的ip地址进行再划分，以形成多个子网，提供给不同规模的用户群使用。
　　这里主要是为了在网络分段情况下有效地利用ip地址，通过对主机号的高位部分取作为子网号，从通常的网络位界限中扩展或压缩子网掩码，用来创建某类地址的更多子网。但创建更多的子网时，在每个子网上的可用主机地址数目会比原先减少。
　　子网掩码是标志两个ip地址是否同属于一个子网的，也是32位二进制地址，其每一个为1代表该位是网络位，为0代表主机位。它和ip地址一样也是使用点式十进制来表示的。如果两个ip地址在子网掩码的按位与的计算下所得结果相同，即表明它们共属于同一子网中。
　　在计算子网掩码时，我们要注意ip地址中的保留地址，即“ 0”地址和广播地址，它们是指主机地址或网络地址全为“ 0”或“ 1”时的ip地址，它们代表着本网络地址和广播地址，一般是不能被计算在内的。
　　下面就来以实例来说明子网掩码的算法：
　　对于无须再划分成子网的ip地址来说，其子网掩码非常简单，即按照其定义即可写出：如某b类ip地址为 10.12.3.0，无须再分割子网，则该ip地址的子网掩码为255.255.0.0。如果它是一个c类地址，则其子网掩码为 255.255.255.0。其它类推，不再详述。下面我们关键要介绍的是一个ip地址，还需要将其高位主机位再作为划分出的子网网络号，剩下的是每个子网的主机号，这时该如何进行每个子网的掩码计算。
  下面就来以实例来说明子网掩码的算法：
　　对于无须再划分成子网的ip地址来说，其子网掩码非常简单，即按照其定义即可写出：如某b类ip地址为 10.12.3.0，无须再分割子网，则该ip地址的子网掩码为255.255.0.0。如果它是一个c类地址，则其子网掩码为 255.255.255.0。其它类推，不再详述。下面我们关键要介绍的是一个ip地址，还需要将其高位主机位再作为划分出的子网网络号，剩下的是每个子网的主机号，这时该如何进行每个子网的掩码计算。

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)27=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，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。
　　二、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。
　　下面列出各类ip地址所能划分出的所有子网，其划分后的主机和子网占位数，以及主机和子网的（最大）数目，注意要去掉保留的ip地址(即划分后有主机位或子网位全为“0”或全为“1”的)：
　　a类ip地址：
　　子网位 /主机位 子网掩码 子网最大数 /主机最大数
　　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类ip地址：
　　子网位 /主机位 子网掩码 子网最大数 /主机最大数
　　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类ip地址：
　　子网位 /主机位 子网掩码 子网最大数 /主机最大数
　　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

    现再举例。若我们用的网络号为192.9.200，则该C类网内的主机IP地址就是192.9.200.1～192.9.200.254，现将网络划分为4个子网，按照以上步骤：

4=22，则表示要占用主机地址的2个高序位，即为11000000，转换为十进制为192。这样就可确定该子网掩码为：192.9.200.192。4个子网的IP地址的划分是根据被网络号占住的两位排列进行的，这四个IP地址范围分别为：

（1）第1个子网的IP地址是从“11000000 00001001 11001000 00000001”到“11000000 00001001 11001000 00111110”，注意它们的最后8位中被网络号占住的两位都为“00”，因为主机号不能全为“0”和“1”，所以没有11000000 00001001 11001000 00000000和11000000 00001001 11001000 00111111这两个IP地址（下同）。注意实际上此时的主机号只有最后面的6位。对应的十进制IP地址范围为192.9.200.1~192.9.200.62。而这个子网的子网掩码（或网络地址）为 11000000 00001001 11001000 00000000，为192.9.200.0。

（2）第2个子网的IP地址是从“11000000 00001001 11001000 01000001”到“11000000 00001001 11001000 01111110” ，注意此时被网络号所占住的2位主机号为“01”。对应的十进制IP地址范围为192.9.200.65~192.9.200.126。对应这个子网的子网掩码（或网络地址）为 11000000 00001001 11001000 01000000，为192.9.200.64。

（3）第3个子网的IP地址是从“11000000 00001001 11001000 10000001”到“11000000 00001001 11001000 10111110” ，注意此时被网络号所占住的2位主机号为“10”。对应的十进制IP地址范围为192.9.200.129~192.9.200.190。对应这个子网的子网掩码（或网络地址）为 11000000 00001001 11001000 10000000，为192.9.200.128。

（4）第4个子网的IP地址是从“11000000 00001001 11001000 11000001”到“11000000 00001001 11001000 11111110” ，注意此时被网络号所占住的2位主机号为“11”。对应的十进制IP地址范围为192.9.200.193~192.9.200.254。对应这个子网的子网掩码（或网络地址）为 11000000 00001001 11001000 11000000，为192.9.200.192。


  继续例子：
若InterNIC分配给您的B类网络ID为129.20.0.0，那么在使用缺省的子网掩码255.255.0.0的情况下，您将只有一个网络ID和216-2台主机（范围
是：1 29.20.0.1~129.20.255.254）。现在您有划分4个子网的需求。

手工计算法：

①将所需的子网数转换为二进制
4→00000100

②以二进制表示子网数所需的位数即为向缺省子网掩码中加入的位数（既应向主机ID借用的位数）
00000100→3位

③决定子网掩码
缺省的：255.255.0.0
借用主机ID的3位以后：255.255.224（11100000）.0，即将所借的位全表示为1，用作子网掩码。

④决定可用的网络ID
列出附加位引起的所有二进制组合，去掉全0和全1的组合情况

code:
　　组合情况 　　　　实际得到的子网ID
　　　000╳
001→32 （00100000 ) 129.20.32.0
010→64 （01000000 ) 129.20.64.0
011→96 （01100000 ) 129.20.96.0
100→128（10000000） 129.20.128.0
101→160（10100000） 129.20.160.0
110→192（11000000） 129.20.192.0
　　　000╳


⑤决定可用的主机ID范围

code:
子网 　　　　　开始的IP地址 最后的IP地址
129.20.32.0 129.20.32.1 129.20.63.254
129.20.64.0 129.20.64.1 129.20.95.254
129.20.96.0 129.20.96.1 129.20.127.254
129.20.128.0 129.20.128.1 129.20.159.254
129.20.160.0 129.20.160.1 129.20.191.254
129.20.192.0 129.20.192.1 129.20.223.254


快捷计算法：

①将所需的子网数转换为二进制
4→00000100

②以二进制表示子网数所需的位数即为向缺省子网掩码中加入的位数（既应向主机ID借用的位数）
00000100→3位

③决定子网掩码
缺省的：255.255.0.0
借用主机ID的3位以后：255.255.224（11100000）.0，即将所借的位全表示为1，用作子网掩码。

④将11100000最右边的"1"转换为十进制，即为每个子网ID之间的增量，记作delta ? ?=32

⑤产生的子网ID数为：2m-2 (m:向缺省子网掩码中加入的位数)
可用子网ID数：23-2=6

⑥将?附在原网络ID之后，形成第一个子网网络ID 129.20.32.0

⑦重复⑥，后续的每个子网的值加?，得到所有的子网网络ID
129.20.32.0
129.20.64.0
129.20.96.0
129.20.128.0
129.20.160.0 129.20.192.0