# 網絡基本功（七）：細說IP地址與子網 **轉載請在文首保留原文出處：EMC中文支持論壇**[https://community.emc.com/go/chinese](https://community.emc.com/go/chinese) [](http://service.weibo.com/share/share.php?title=%23ECN%e4%b8%ad%e6%96%87%e6%94%af%e6%8c%81%e8%ae%ba%e5%9d%9b%23 %e7%bd%91%e7%bb%9c%e5%9f%ba%e6%9c%ac%e5%8a%9f%ef%bc%88%e4%b8%83%ef%bc%89%ef%bc%9a%e7%bb%86%e8%af%b4IP%e5%9c%b0%e5%9d%80%e4%b8%8e%e5%ad%90%e7%bd%91@EMC%e6%98%93%e5%ae%89%e4%bf%a1%e4%b8%ad%e5%9b%bd%e6%8a%80%e6%9c%af%e7%a4%be%e5%8c%ba&url=https://community.emc.com/message/838932#838932) ## 介紹 起初，IP地址只有兩層結構：網絡與主機。子網地址向其中添加了一層新的結構：不同于僅有主機，網絡有分為子網與主機。每一個子網的功能近乎于完整的網絡。子網的添加構成了三層網絡結構：包含子網的網絡，各自由若干主機構成。IP地址由此被分為三個部分：網絡ID，子網ID與主機ID。IP地址長度仍固定為32位，其中，A類網絡8位子網掩碼，B類網絡16位子網掩碼，C類網絡24位子網掩碼。 ## 更多信息 對于每一類網絡，網絡數以及每一網絡中包含的主機數，決定了它們各自占用多少比特位。這一準則同樣適用于如何劃分子網與主機。子網數量為2的子網ID次方，每一子網內的主機數為2的主機ID次方。假設一個B類網絡154.71.0.0，網絡ID占16位（154.71），主機ID占16位。沒有子網的情況下一共可容納65，534臺主機。按照實際需求將16位劃分為子網與主機：1位子網16位主機，或2與14，3與13。。。如下圖所示，劃分為5位子網與11位主機，子網數越多，主機數越少。 [](https://community.emc.com/servlet/JiveServlet/showImage/2-838932-95194/image002.jpg) 搭建IP子網時，如何劃分子網與主機數是最重要的問題之一。子網所占位取決于整個網絡中的物理子網數，每一子網中的主機數不能超過子網劃分所允許的最大數量。 **IP子網掩碼，表示法以及子網計算:** 在沒有子網的網絡環境下，路由器通過IP地址的前八位來決定是哪一類型的網絡，從而它們知道哪些是網絡ID哪些是主機ID。劃分子網時，路由器也需要知道主機ID是如何劃分成子網ID與主機ID的，但是劃分方法可以是任意組合，也沒有辦法從IP地址看出來。因此，必須有額外的信息告知解析IP地址的設備，這一信息稱為子網掩碼，以32比特數的形式呈現。 掩碼位的1和0結合布爾函數與和或的功能對于地址中的比特位進行選擇或清除。子網掩碼中的32位對應于IP地址相同位置上的數字。掩碼位為1時，則地址中該位作為網絡ID或子網ID，而掩碼位為0時，則地址中該位表示主機ID。 **子網掩碼為1**：將IP地址中的0或1與1進行與操作，即：當子網掩碼位為1，IP地址保持不變。 **子網掩碼為0**：任何數和0做與操作都是0，即：當子網掩碼位為0，IP地址清零。 因此，將子網掩碼應用于IP地址，網絡ID和子網ID保持不變，移除主機ID。執行此功能的路由器由此獲得子網地址，因為它知道網絡類型，因此能夠區分網絡位與子網地址位。 舉例來說，假設將B類網絡154.71.0.0劃分5位為子網ID，11位為主機ID。因此，子網掩碼有16個1代表網絡部分（B類網絡），接下來5個1作為子網部分，11個0用作主機ID。二進制數表示為11111111 11111111 **11111**000 00000000，十進制數表示為255.255.248.0。 [](https://community.emc.com/servlet/JiveServlet/showImage/2-838932-95195/image003.jpg) **舉例：** 假設有一臺主機IP地址154.71.150.42，路由器需要找出該主機位于哪一子網，則它的掩碼操作如下圖所示： [](https://community.emc.com/servlet/JiveServlet/showImage/2-838932-95196/image004.png) [](https://community.emc.com/servlet/JiveServlet/showImage/2-838932-95197/image005.jpg) 結果，154.71.150.42所屬的子網為154.71.144.0。另一臺路由器能夠從中區分出網絡ID與子網ID，因為地址的前兩個比特位是10，是一個B類網絡。所以網絡ID占16位，子網ID一定是17至21。這里，子網是10010，或子網18。 提一個問題：既然子網掩碼只是將網絡地址劃分出網絡部分與子網部分，那為什么還要使用另外的32位比特數255.255.248.0，而不直接將IP地址第21位指定為分界線呢？這是有歷史原因的：因為需要考慮不連續的掩碼情況。同時，它也能夠讓路由器進行快速的掩碼操作來找出子網地址。 除了將16位劃分為5位子網ID與11位主機ID，標準也允許前2位用作子網ID，4位用作主機ID，之后3位用作子網ID，7位用作主機ID。因此子網掩碼為11000011 10000000。當然，這會造成混淆，是不推薦的，實際中也沒有人會這么做。 鑒于非連續掩碼實際不會應用，以及現今的計算機速度大幅提升，新的表達法為154.71.150.42/21。 **IP子網掩碼設定:** 假設B類網絡154.71.0.0，沒有子網的話一共有65,534臺主機。劃分子網時，按照以下方法： + 1位用作子網ID，15位用作主機ID：那么子網數為2^1，第一個子網是0，第二個子網是1。每一個子網的主機數是2^15-2，或32，766。 + 2位用作子網ID，14位用作主機ID：那么子網數為2^2，四個子網0，1，2，3。每一個子網的主機數是2^14-2，或16，382。 子網與主機ID位的劃分取決于子網數與子網中最大主機數。假設一個B類網絡中有10個子網，需要4位表示子網（2^4=16，2^3=8），12位用作主機ID，每一子網最多4，094臺主機。 如果你有20個子網，每一子網3，000臺主機，那么就會碰到問題。需要5位表示20個子網，而3，000臺主機需要12位。這時需要重新組織物理網絡，如果無法做到，就需要第二個B類網絡。 自定義子網掩碼的方法是：從指定網絡類型的默認子網掩碼中，從最左邊的0位開始，按照需要的子網數將0改為1。假設C類網絡200.13.94.0，最后8位可供劃分子網與主機，則有6種不同的劃分方法。假如使用3位作為子網ID，5位作為主機ID，那么： 默認C類網絡子網掩碼：11111111 11111111 11111111 00000000 將最左邊的3位0改為1：11111111 11111111 11111111 **111**00000 即子網掩碼為：255.255.255.224。 通常情況下，所有子網大小必須相同。因此，最大一個子網的主機數決定了需要多少位比特用作主機ID。因此前例中，前19個子網每個子網最多100臺主機，而第20個子網需要3000個主機，就會碰到問題。這種情況下，需要將最后一個過大的子網拆成若干個小的子網。 [](https://community.emc.com/servlet/JiveServlet/showImage/2-838932-95198/image006.jpg)