子网地址与子网掩码

简介: 子网地址与子网掩码概述

IP 互联网中,A 类、B 类和 C IP 地址是经常使用的。经过网络号和主机号的层次划分,它们能适应于不同的网络规模。使用 A IP 地址的网络可以容纳 1 600 万台主机,而使用 C IP 地址的网络仅仅可以容纳 254 台主机。但是,随着计算机的发展和网络技术的进步,个人计算机应用迅速普及,小型网络(特别是小型局域网络)越来越多。这些网络多则拥有几十台主机,少则拥有两三台主机。对于这样一些小规模网络即使采用一个C 类地址仍然是一种浪费,在实际应用中,人们开始寻找新的解决方案以克服 IP 地址的浪费现象。其中,子网编址就是方案之一。

1. 子网地址:

我们已经知道,IP 地址具有层次结构,标准的 IP 地址分为网络号和主机号两层。为了避免 IP 地址的浪费,子网编址将 IP 地址的主机号部分进一步划分成子网部分和主机部分,如图 3-12 所示。

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一个子网地址包括网络号、子网号和主机号三个部分。

子网划分的规则如下:

1) 子网化的规则不允许使用全 0 或者全 1 的子网地址,这些地址是保留的。因此只有 1 位数时,不能得到可用的子网地址。

(2) 在利用主机号划分子网后,剩余的主机号部分,全部为“0”的表示该子网的网络号,全部为“1”的则表示该子网的广播地址,剩余的就可以作为主机号分配给子网中的主机。也就是说,剩余的主机号部分的二进制数全“0”或全“1”的子网号不能分配给实际的子网。

例如,对 C 类网络地址 192.168.1.0,借用 6 位主机号部分作为子网,剩余最后 2 位作为主机号时,只能使用 01 10,而 00 11 则不能作为主机号使用。

B 类网络的主机号部分只有两个字节,故最多只能借用 14 位去创建子网。而在 C 类网络中,由于主机号部分只有一个字节,故最多只能借用 6 位去创建子网。

提示:根据子网划分的规则,在“借”用主机号作为子网号时必须给主机号部分剩余 2位;在“借”用时至少要借用 2 位。

例如,130.66.0.0 是一个 B IP 地址,它的主机号部分有两个字节,借用了左边的一个字节分配子网。所使用的子网地址分别为 130.66.2.0 130.66.3.0,如图 3-13 所示。

其中,130.66.2.216 的网络地址为 130.66.0.0,子网号为 2,主机号为 216

image.png

当然,如果借用 IP 地址的主机号部分去创建子网,其相应子网中的主机数目就会减少。例如一个 C 类网络,用一个字节表示主机号,可以容纳的主机数为 254 台。当利用这个 C类网络创建子网时,如果借用 2 位作为子网号,那么可以用剩下的 6 位表示各子网中的主机,每个子网可以容纳的主机数为 62 台,则最多可以容纳的主机数为 2×62 台;如果借用3 位作为子网号,那么仅可以使用剩下的 5 位来表示子网中的主机,每个子网可以容纳的主机数也就减少到 30 台,因此最多可以容纳的主机数为 3×30 台。

假设有一个网络号为 202.113.26.0 C 类网络,可以借用主机号部分的 3 位来划分子网,其子网号、主机号范围、可容纳的主机数、子网地址、子网广播地址如表 3-2 所示。

image.png

由于这个 C 类地址最后一个字节的前 3 位用来划分子网,因此子网中的主机号只能用剩下的 5 位来表达。

在上面的例子中,除二进制数 000 111(十进制数 0 7)外,其他二进制数 001~110 都可以作为子网号进行分配。

提示:虽然 Internet RFC 文档规定了子网划分的原则,但现在很多供应商的产品也都支持全为 0 和全为 1 的子网,当用户要使用全为 0 1 的子网时,首先要证实网络中的路由器是否提供相关支持。若支持,则全 0 子网和全 1 子网也都可以使用。

2. 子网掩码:

对于标准的 IP 地址而言,网络的类别可以通过它的前几位进行判定。而对于子网编址来说,机器是如何知道 IP 地址中哪些位数用来表示网络、子网和主机部分呢?为了解决这个问题,子网编址中使用了子网掩码(或称为子网屏蔽码)。子网掩码也采用了 32 位二进制数值,分别与 IP 地址的 32 位二进制数相对应。

IP 协议规定,在子网掩码中,与 IP 地址的网络号和子网号部分相对应的位使用“1”来表示,而与 IP 地址的主机号部分相对应的位则用“0”表示。将一台主机的 IP 地址和它的子网掩码按位进行“与”运算,就可以判断出 IP 地址中哪些位用来表示网络和子网,哪些位用来表示主机号。

例如,给出一个经过子网编址的 C IP 地址 193.222.254.134,我们并不知道在子网划分时到底借用了几位主机号来表示子网,如果给出它的子网掩码是 255.255.255.192(可以表示为“掩码/26”,即该子网划分时借用了 2 位),由于 192 对应二进制数 11000000,134对应二进制数 10000110,根据与子网掩码中“1”相对应的位表示网络的规定,可以看出该 IP 地址所处的子网号为 210),主机号是 6000110)。

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