IP地址子网掩码和反掩码详解

IP地址的子网掩码和反掩码详解

1. 子网掩码（Subnet Mask）

• 作用：划分IP地址的网络部分和主机部分，确定网络地址。

• 格式：与IP地址同为32位，由连续的1后接连续的0组成，表示为点分十进制（如255.255.255.0）。

• 计算网络地址：通过IP地址与子网掩码按位与运算得到。

  • 示例：

    • IP地址：192.168.1.100

    • 子网掩码：255.255.255.0（二进制：11111111.11111111.11111111.00000000）

    • 网络地址：192.168.1.0（计算方式：192.168.1.100 & 255.255.255.0）

• CIDR表示法：子网掩码可简化为前缀长度（如/24对应255.255.255.0）。

2. 反掩码（Wildcard Mask）

• 作用：指定IP地址匹配时的通配符位（0表示严格匹配，1表示忽略）。

• 格式：子网掩码的逐位取反，同样为32位点分十进制。

• 计算：反掩码 = 255.255.255.255 - 子网掩码。

  • 示例：

    • 子网掩码：255.255.255.0

    • 反掩码：0.0.0.255（二进制：00000000.00000000.00000000.11111111）

3. 应用场景

• 子网划分：确定主机范围和广播地址。

  • 例如，子网掩码255.255.255.128（/25）划分两个子网：

    • 网络1：192.168.1.0（主机范围：1-126）

    • 网络2：192.168.1.128（主机范围：129-254）。

• ACL与路由协议（如OSPF）：

  • ACL示例：允许192.168.1.0/24的主机：

    plaintext

    复制

    access-list 1 permit 192.168.1.0 0.0.0.255

  • OSPF配置：启用192.168.1.0/24的接口：

    plaintext

    复制

    network 192.168.1.0 0.0.0.255 area 0

4. 关键对比

特性	子网掩码	反掩码
目的	确定网络地址	指定匹配时的通配符位
二进制特征	连续1后接连续0（如1111111100000000）	子网掩码取反（如0000000011111111）
示例	255.255.255.0（/24）	0.0.0.255
运算	与IP地址按位与得网络地址	与IP地址按位或确定匹配范围

5. 复杂示例分析

• 非连续掩码问题：传统子网掩码需连续，但反掩码可灵活匹配特定位。

  • 例：反掩码0.0.1.0（二进制00000000.00000000.00000001.00000000）匹配第三字节最后一位变化的IP（如192.168.0.x和192.168.1.x）。

• 子网掩码255.255.255.240（/28）：

  • 反掩码：0.0.0.15，匹配IP范围192.168.1.0到192.168.1.15。

6. 注意事项

• 有效性：子网掩码必须连续，反掩码可不连续但需谨慎配置。

• 全0与全1：

  • 反掩码0.0.0.0：精确匹配单个IP。

  • 反掩码255.255.255.255：匹配所有IP。

总结

子网掩码和反掩码是网络配置中的核心工具，前者用于划分网络，后者用于灵活匹配。正确理解二进制转换和按位运算，能有效避免配置错误，确保网络策略的精准实施。