一、子網掩碼

子網掩碼是一種用來指明一個 IP 地址的哪些標識是主機所在的子網，以及哪些位標識的是主機的位掩碼。

子網掩碼只有一個作用，就是將某個 IP 地址劃分成網絡地址和主機地址兩部分。

子網掩碼書寫規則：與二進制 IP 地址相同，子網掩碼由1和0組成，且1和0分別連續。子網掩碼的長度也是32位，左邊是網絡位，用二進制數字“1”表示，1的數目等于網絡位的長度；右邊是主機位，用二進制數字“0”表示，0的數目等于主機位的長度。

C 類網絡（192.0.0.0~233.255.255.255）的組成結構是24+8，即前24位表示網絡地址，后8位表示主機地址，此時的主機數是：2^8-2=254（因為主機號全為1時表示該網絡廣播地址，全為0時表示該網絡的網絡號，這是兩個特殊地址）。

C 類網絡默認掩碼是24位：255.255.255.0（/24），寫成二進制就是（111111111.11111111.111111111.00000000）。

示例一

比如說我們公司的辦公電腦，其 IP 都是192.168.12.xxx。這些 IP 全都是在一個網段內，沒有劃分子網，那么我們這些 IP 的掩碼就是24位。

現在有一個需求：我們公司有6個部門，要求這些部門分別屬于一個子網。

那么我們需要有6（23﹥6）個子網，這時候需要從主機地址的的高位借3位作為子網地址，這樣可以得到8個子網絡（多出的2個可以留作備用），子網 ID 是：000、001、010、011、100、101、110、111；此時我們的子網掩碼就變成了255.255.255.224，寫成二進制就是（11111111.1111111111.11111111.11100000）。此時每個子網就只有主機數2^5-2=30個。

計算

題：將 B 類網絡130.1.0.0/16劃分為32個子網，劃分后的每個子網包含的可用主機數地址為多少？寫出第1個子網（從小到大的順序）的子網掩碼和可用主機地址范圍。

注意：B類網絡的 IP 地址是16+16的結構，即前16位表示網絡地址，后16位表示主機地址。

分析：

1、要劃分出32個子網，需要從主機位借5位作為新的子網位。每個子網的主機位是16-5=11位。每個子網支持的可用主機地址數是：2^11-2=2046。

2、子網劃分如下：
130.1.00000 000.0劃分的32個子網如下：
130.1.00000 000.0
130.1.00001 000.0
130.1.00010 000.0
130.1.***** 000.0
130.1.11111 000.0

主機號全為0的地址就是網絡地址。這里后面11位是主機號，全部置為0，前面21位的組合就是網絡地址。

每個子網的網絡號為16+5=21，子網掩碼為：

• 11111111 11111111 11111000 00000000 ---二進制寫法
• 255.255.248.0 --- 點分十進制寫法
• /21 --- 前綴法

從小到大順序，第1個子網為：
130.1.00000 000.0/21

這個子網最小可用 IP 地址為：130.1.00000 000.00000001
即：130.1.0.1
全 0 IP 不可用。

這個子網最大可用 IP 地址為：130.1.00000 111.11111110
即：130.1.7.254
全 1 IP 不可用。

二、可變長子網掩碼

上面示例一劃分子網的方式，會有一個問題，就是每一個子網所支持的主機數都是一樣的，即每一個子網都支持有30個。但是如果我們的部門有一個部門需要40臺主機，一個部門只需要10臺主機。該如何解決這個問題呢？此時就需要可變長子網掩碼。

下面舉一個示例說明這個問題：

示例二

某單位 IP 地址需求數如下表所示，給定地址192.168.1.0/24，按照可變長子網掩碼的設計思想，部門3的子網掩碼為（）。

A、255.255.255.128
B、255.255.255.192
C、255.255.255.224
D、255.255.255.240

分析：
題中一共有5個部門，如果是常規的劃分子網的方法，需要向主機位借3位，這樣可以劃分的子網數為23個。
主機位還剩5位，此時每一個子網支持的 IP 數為2^5-2=30。顯然是不符合部門1和部門2的需求的。所以我們需要使用可變長子網掩碼的方法劃分子網。

部門1：
只需要從主機位借1位，此時主機位還剩7位，滿足的 IP 數是2^7-2=124。這樣就滿足了部門1。

部門2：
需要50個 IP 地址，那么主機數至少是6位（2^6-2=62>50),所以需要從主機位借2位做網絡位。

部門3：
需要30個 IP 地址，那么主機數至少是5位（2^5-2=30）,所以需要從主機位借3位作為網絡位。

部門4和部門5：
需要 從主機位借4位。

從以上分析可以看出，部門3需要借3位，此時網絡位就是24+3=27位，即掩碼位就是27位。寫成點分十進制就是255.255.255.224。

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三、無類域間路由（CIDR）技術

CIDR 技術的應用：

• 構建超網
• 路由聚合

構建超網

示例三

題：已知某高校申請了4個連續的 C 類網絡，分別是200.24.16.0~200.24.19.0，若希望學校的整個網絡在路由表中聚合成一條，可以將此聚合成多少？

分析：

假設4個 iP 地址的分配如下，我們先將這些 IP 地址寫成對應的二進制形式：

計算系：200.24.16.0 11001000 00011000 00010000 00000000
自動系：200.24.17.0 11001000 00011000 00010001 00000000
電子系：200.24.18.0 11001000 00011000 00010010 00000000
物理系：200.24.19.0 11001000 00011000 00010011 00000000
這4個 IP 地址前22位都是相同的，可以將其看成22位的網絡地址相同。
聚合后的地址為：200.24.16.0/22

舉一個網工的真題進一步解釋：

題1：CIDR 技術解決了路由縮放問題，例如2048個 C 類網絡組成一個地址塊，網絡號從192.24.0.0~192.31.255.0這樣的超網號應為-----，其地址掩碼應為-----。

分析：

我們想要將多個 IP 地址聚合成一個超網，我們就需要知道這些 IP 地址相同位數是多少位，將相同位數寫成點分十進制，后面的全部置為0（即主機號為0），即為超網號。同時掩碼地址也就出來了。

網絡號不管有多少個，只要知道最小和最大的，他們相同的部分也就是所有網絡號相同的部分。

題目中說2048個網絡號，我們寫出最小和最大的網絡號的二進制形式：

因為第一的字節（8位）的192是一定相同的，所以這里沒有寫成00000000.

從二進制能夠看出來這些 IP 相同的位有13位。后面還有21位全部置為0，就是超網號。
所以超網號是：192.24.0.0
掩碼地址是：255.248.0.0

聚合成一個 IP 可以寫成：192.24.0.0/13

示例四

題2：某公司網絡的地址是192.168.192.0/20，要把該網絡分成32個子網。則對應的子網掩碼應該是（），每個子網可分配的主機數是（）。

分析：
IP 地址分為 ABCDE 五類，但是沒有一類的網絡號是20位，但是題目中的網絡號位數（即掩碼）是20位，顯然這是一個分類以后的無類 IP（不屬于五類中的某一類）。

步驟：
1、IP 地址一共32位，這里網絡號是20位，那么主機號就是12位；

2、現在需要將該網絡分成32個子網，那么就需要從主機位借5位，此時主機位就只有7位，所以每個子網可分配的主機數就是2^7-2=126。

3、此時網絡號就是20+5=25位，即掩碼就是25位，寫成二進制就是：
11111111 11111111 11111111 1 0000000
改寫成點分十進制就是：255.255.255.128。

路由聚合