划分子网、子网号、主机号、主机数、子网掩码相关计算

引入

在深入讨论本篇内容之前，我们需要先知道什么是子网、为什么要划分子网、怎么设置子网掩码等问题。在对这些基本问题有了细致的理解后会更容易理解本章要讲的内容。

正文

子网

子网
我们举个例子来说明什么是子网，比如一个学校分配到的IP地址为172.156.0.0(B类地址)，而学校有14个系，3000台主机，现在学校需要给这14个系分配不同的地址，以便供每个系内部使用。那么这14个系每个系就是一个子网，我们就可以通过设置子网掩码对这14个系加以区别。

为什么要划分子网

为什么要划分子网
通过上面的例子我们可以知道划分子网主要有两个大作用。
一，划分子网能够有效提高IP的利用率，如果不划分子网的话，会造成网络地址的利用率降低，比如一个单位申请到一个B类地址，由于B类地址可以分配的主机数最多6万多个，但是这个单位并没有那么多主机去使用这些多余的地址，可考虑到以后的发展可能会扩大本单位的网络，因此又不想申请能够分配主机数较少的C类地址，如果每个单位都这么做，就会造成IP地址的大量浪费。
二，划分子网能够减少路由表的主机数，从而提升路由器查找的工作效率。上面的例子中，该学校一共拥有主机3000台，如果不划分子网，路由表中要存放这么多信息，一方面对路由器的存储要求是十分巨大的，另一方面路由选择算法在如此多的数量面前也是无能为力。

IP地址的组成部分

IP地址的组成部分
IP地址有32位，由网络号和主机号两部分组成。网络号用于区分不同的网络，主机号顾名思义是每个主机的号码。A类网络第一个字节是网络号，B类地址的前两个字节是网络号，C类地址的前三个字节是网络号。

子网掩码

子网掩码
在划分子网之后，要做的就是设置子网掩码了，我们先来认识一下子网掩码。子网掩码的作用是用来区分同一网段内不同的子网，还拿上面的例子说明，系1和系2两个系是两个不同的子网，我们要在已经分配的172.156.0.0网络上对这两个系加以区分，就需要通过子网号进行区分；而子网掩码的作用就是通过和主机的IP地址相与，屏蔽主机号，从而达到只查看网络号和子网号的作用；网络号相同的两个主机在同一网段内，再比较子网号是否相同，相同就不需要通过路由器转发，不同则需要通过路由器转发，详细的我们会在下面进行介绍。

注：子网掩码仅在内部有用，是用来区别内部网络中的不同子网的。

设置子网掩码

怎么设置子网掩码
我们先来看一下划分子网后的IP地址的组成部分，如下图所示。
通过图中可以看出，划分子网后一个很重要的区别就是由两级地址变为了三级地址，多了子网号，这里说“多出”其实并不准确，因为子网号这段是从原两级IP中的主机号中划分出来一部分作为子网号，剩下的一部分仍作为主机号来表示的。

了解了子网号的由来之后我们接着说怎么设置子网掩码，这里我们还是通过上面的学校例子做说明。

该学校共有3000台主机，分配的网络是一个B类网络地址172.156.0.0，B类网络地址网络号有16位，主机号有16位，其中网络号我们是不能修改的，子网号通过从16位的主机号中选取。
学校共有14个系，那么就有14个子网，要设置子网掩码，我们就我们必须先计算出子网号的位数，此处可以知道子网号的位数最低需要4位(最低是指设置子网号时需要用到的位数，并不是指子网号一定是4位)。
现在我们知道子网号最低是4位了，那么我们应该选取主机号中的哪四位作为子网号呢？其实这个没有做规定必须选哪四位，但是必须在保证每一个子网内的所有主机都能够有机会分配到主机号的情况下，选取网络号和主机号之间的连续四位，这里每个子网的主机数为215台，因此最低需要最后的8位主机号，所以子网号为16-8=8位(主机号往前的8位)。一般来说我们选取的是按数字大小从1到n(n为子网数，在此例中n=14)，因此划分子网后的14个系的IP应依次为172.156.1.0、172.156.2.0、172.156.3.0、172.156.4.0、172.156.5.0、172.156.6.0、172.156.7.0、172.156.8.0、172.156.9.0、172.156.10.0、172.156.11.0、172.156.12.0、172.156.13.0、172.156.14.0(172.156.1.0对应的的二进制表示法为10101100 10011100 00000001 00000000)。

注意：选取子网号时，8位全0和全1是不能使用的！

以上所求的都是子网号，只有求出子网号后才能求子网掩码。子网掩码的作用是屏蔽主机号，因此，主机号对应的位置在子网掩码中应为全0；并且，设置子网掩码时最关键的地方是看子网号的最低一位是从哪一位开始的，在这里，由于我们最低位是从前往后数第24位开始的，因此我们从24位开始，前边的都都是1，子网掩码为255.255.255.0，二进制表示即为11111111 11111111 11111111 00000000。

结果检验

题目
假设已知该学校里的A、B两台计算机的IP地址分别为172.156.4.133、172.156.2.12，子网掩码为255.255.255.0。试分析这两台计算机能否直接给对方发送数据。

解答
判断两台计算机能否直接互通信息，即判断两台计算机的网络地址是否相同，所以需要用到子网掩码，通过子网掩码与IP地址相与，得到网络地址，进而判断是否相同。通过子网掩码相与后的结果，A计算机的网络地址为172.156.4.0，B计算机的网络地址为172.156.2.0，不在同一子网下，因此不能直接互通发送信息，如果需要发送信息必须通过路由转发。

好了，本篇文章的内容到此就结束了，感谢阅读！如果还有什么疑问不懂的地方，欢迎在评论区留言。
文章内容属笔者的个人见解，如有不对的地方欢迎更正。

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