计算机网络总结系列之【子网掩码】

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#子网掩码 #计算机网络

目录

what

why

how

ip段/数字表示法

例题

1.主机所在网络的网络地址

2.主机所在网络的广播地址

3.主机数

4.根据每个网络的主机数量进行子网地址的规划和计算子网掩码

5.某A类网络20.0.0.0的子网掩码为255.224.0.0，请确定可以划分的子网个数，写出每个子网的子网号

6.将某C类网络200.161.30.0划分为4个子网，计算对应的子网掩码和有效的主机IP地址范围

7.某公司申请到网络地址为192.3.2.0，现划分5个子公司，最大的一个子公司有28台计算机，每个子公司在一个子网中，则

what

要理解子网掩码，首先要知道IP地址的构成，即：网络号+主机号

子网划分，A、B、C、D、E五种IP地址：

网络地址的划分

子网掩码用来指明一个IP地址的哪些位标识的是主机所在的网络号，以及哪些位标识的是主机的位掩码，它不能单独存在

需要结合IP地址使用，将IP地址划分为网络地址+主机地址两个部分

  • 通过子网掩码，就可以判断两个IP在不在一个局域网内部

  • 子网掩码可以看出有多少位是网络号，有多少位是主机号

概念 特征 网络范围 默认掩码
A类地址 第1个8位中的第1位始终为0 0-127.x.x.x 255.0.0.0/8
B类地址 第1个8位中的第1、2位始终为10 128-191.x.x.x 255.255.0.0/16
C类地址 第1个8位中的第1、2、3位始终为110 192-y.x.x.x 255.255.255.0/24

why

为什么使用子网掩码分离网络地址与主机地址？

A主机要与B主机通信，A和B各自的IP地址与A主机的子网掩码进行与（&）运算，判断得出的结果：

  • 结果如果相同，则说明这两台主机是处于同一个网段，这样A可以通过ARP广播发现B的MAC地址，B也可以发现A的MAC地址来实现正常通信。
  • 结果如果不同，ARP广播会在本地网关终结，这时候A会把发给B的数据包先发给本地网关，网关再根据B主机的IP地址来查询路由表，再将数据包继续传递转发，最终送达到目的地B。

how

ip段/数字表示法

如：192.168.231.164 / 24的含义

24表示网络号的位数，也就是子网掩码中前24位为1

即子网掩码：11111111.11111111.11111111.00000000 —— 255.255.255.0

例题

一个主机的IP地址是202.112.14.137，掩码是255.255.255.224，计算

1.主机所在网络的网络地址

  • 首先将ip地址转化为32位2进制

202.112.14.137——11001001.01110000.00001110.10001001

  • 将子网掩码转换成32位2进制

255.255.255.224——11111111.11111111.11111111.11100000 / 27

  • 按位与得

11001001.01110000.00001110.10000000

  • 转换为点分十进制的网络地址

202.112.14.128

注意：网络地址27位，主机地址5位，在下面计算广播地址时需要用到

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　　222.21.160.73 即：11011110.00010101.10100000.01001001 　　255.255.255.192即：11111111.11111111.11111111.11000000 　　按位逻辑与运算结果为：11011110.00010101.10100000.01000000 　　两个结果不同，也就是说，两台主机不在同一网络，数据需先发送给默认网关，然后再发送给主机二所在网络。那么，假如主机二的子网掩码误设为255.255.255.128，会发生什么情况呢？ 　　让我们将主机二的IP地址与错误的子网掩码相“与”： 　　222.21.160.73 即：11011110.00010101.10100000.01001001 　　255.255.255.128即：11111111.11111111.11111111.10000000 　　结果为 11011110.00010101.10100000.00000000 　　这个结果与主机的网络地址相同，主机与主机二将被认为处于同一网络中，数据不再发送给默认网关，而是直接在本网内传送。由于两台主机实际并不在同一网络中，数据包将在本子网内循环，直到超时并抛弃。数据不能正确到达目的机，导致网络传输错误。 　　反过来，如果两台主机的子网掩码原来都是255.255.255.128，误将主机二的设为255.255.255.192，主机一向主机二发送数据时，由于IP地址与错误的子网掩码相与，误认两台主机处于不同网络，则会将本来属于同一子网内的机器之间的通信当作是跨网传输，数据包都交给缺省网关处理，这样势必增加缺省网关的负担，造成网络效率下降。所以，子网掩码不能任意设置，子网掩码的设置关系到子网的划分。 　　2. 子网划分与掩码的设置 　　子网划分是通过借用IP地址的若干位主机位来充当子网地址从而将原网络划分为若干子网而实现的。划分子网时，随着子网地址借用主机位数的增多，子网的数目随之增加，而每个子网中的可用主机数逐渐减少。以C类网络为例，原有8位主机位，2的8次方即256个主机地址，默认子网掩码255.255.255.0。借用1位主机位，产生2个子网，每个子网有126个主机地址；借用2位主机位，产生4个子网，每个子网有62个主机地址……每个网中，第一个IP地址（即主机部分全部为0的IP）和最后一个IP（即主机部分全部为1的IP）不能分配给主机使用，所以每个子网的可用IP地址数为总IP地址数量减2；根据子网ID借用的主机位数，我们可以计算出划分的子网数、掩码、每个子网主机数，列表如下： 　　① 划分子网数 　　② 子网位数 　　③ 子网掩码（二进制） 　　④ 子网掩码（十进制） 　　⑤ 每个子网主机数 　　① 1～2 　　② 1 　　③ 11111111.11111111.11111111.10000000 　　④ 255.255.255.128 　　⑤ 126 　　① 3～4 　　② 2 　　③ 11111111.11111111.11111111.11000000 　　④ 255.255.255.192 　　⑤ 62 　　① 5～8 　　② 3 　　③ 11111111.11111111.11111111.11100000 　　④ 255.255.255.224 　　⑤ 30 　　① 9～16 　　② 4 　　③ 11111111.11111111.11111111.11110000 　　④ 255.255.255.240 　　⑤ 14 　　① 17～32 　　② 5 　　③ 11111111.11111111.11111111.11111000 　　④ 255.255.255.248 　　⑤ 6 　　① 33～64 　　② 6 　　③ 11111111.11111111.11111111.11111100 　　④ 255.255.255.252 　　⑤ 2 　　如上表所示的C类网络中，若子网占用7位主机位时，主机位只剩一位，无论设为0还是1，都意味着主机位是全0或全1。由于主机位全0表示本网络，全1留作广播地址，这时子网实际没有可用主机地址，所以主机位至少应保留2位。 　　从上表可总结出子网划分的步骤或者说子网掩码的计算步骤： 　　2.1 确定要划分的子网数目以及每个子网的主机数目。 　　2.2 求出子网数目对应二进制数的位数N及主机数目对应二进制数的位数M。 　　2.3 对该IP地址的原子网掩码，将其主机地址部分的前N位置 1或后M位置0 即得出该IP地址划分子网后的子网掩码。 　　例如，对B类网络135.41.0.0/16需要划分为20个能容纳200台主机的网络。因为16＜20＜32，即：2的4次方<20<2的5次方，所以，子网位只须占用5位主机位就可划分成32个子网，可以满足划分成20个子网的要求。B类网络的默认子网掩码是255.255.0.0，转换为二进制为11111111.11111111.00000000.00000000。现在子网又占用了5位主机位，根据子网掩码的定义，划分子网后的子网掩码应该为11111111.11111111.11111000.00000000，转换为十进制应该为255.255.248.0。现在我们再来看一看每个子网的主机数。子网中可用主机位还有11位，2的11次方＝2048，去掉主机位全0和全1的情况，还有2046个主机ID可以分配，而子网能容纳200台主机就能满足需求，按照上述方式划分子网，每个子网能容纳的主机数目远大于需求的主机数目，造成了IP地址资源的浪费。为了更有效地利用资源，我们也可以根据子网所需主机数来划分子网。还以上例来说，128＜200＜256，即2^7＜200＜2^8，也就是说，在B类网络的16位主机位中,保留8位主机位，其它的16－8＝8位当成子网位，可以将B类网络138. 96.0.0划分成256(2^8)个能容纳256－1－1－1=253台（去掉全0全1情况和留给路由器的地址）主机的子网。此时的子网掩码为11111111.11111111.11111111.00000000，转换为十进制为255.255.255.0。 　　在上例中，我们分别根据子网数和主机数划分了子网，得到了两种不同的结果，都能满足要求，实际上，子网占用5~8位主机位时所得到的子网都能满足上述要求，那么，在实际工作中，应按照什么原则来决定占用几位主机位呢？ 　　在划分子网时，不仅要考虑目前需要，还应了解将来需要多少子网和主机。对子网掩码使用比需要更多的主机位，可以得到更多的子网，节约了IP地址资源，若将来需要更多子网时，不用再重新分配IP地址，但每个子网的主机数量有限；反之，子网掩码使用较少的主机位，每个子网的主机数量允许有更大的增长，但可用子网数量有限。一般来说，一个网络中的节点数太多，网络会因为广播通信而饱和，所以，网络中的主机数量的增长是有限的，也就是说，在条件允许的情况下，会将更多的主机位用于子网位。 　　综上所述,子网掩码的设置关系到子网的划分。子网掩码设置的不同，所得到的子网不同，每个子网能容纳的主机数目不同。若设置错误，可能导致数据传输错误。 　　补充: 　　子网划分(subnetting)的优点: 　　1.减少网络流量 　　2.提高网络性能 　　3.简化管理 　　4.易于扩大地理范围 　　How to Creat Subnets 　　如何划分子网?首先要熟记2的幂:2的0次方到9次方的值分别为:1,2,4,8,16,32,64,128,256和512.还有要明白的是:子网划分是借助于取走主机位,把这个取走的部分作为子网位.因此这个意味划分越多的子网,主机将越少 　　Subnet Masks 　　子网掩码用于辨别IP地址中哪部分为网络地址,哪部分为主机地址,有1和0组成,长32位,全为1的位代表网络号.不是所有的网络都需要子网,因此就引入1个概念:默认子网掩码(default subnet mask).A类IP地址的默认子网掩码为255.0.0.0;B类的为255.255.0.0;C类的为255.255.255.0 　　Classless Inter-Domain Routing(CIDR) 　　CIDR叫做无类域间路由,ISP常用这样的方法给客户分配地址,ISP提供给客户1个块(block size),类似这样:192.168.10.32/28,这排数字告诉你你的子网掩码是多少,/28代表多少位为1,最大/32.但是你必须知道的1点是:不管是A类还是B类还是其他类地址,最大可用的只能为30/,即保留2位给主机位 　　CIDR值: 　　1.掩码255.0.0.0:/8(A类地址默认掩码) 　　2.掩码255.128.0.0:/9 　　3.掩码255.192.0.0:/10 　　4.掩码255.224.0.0:/11 　　5.掩码255.240.0.0:/12 　　6.掩码255.248.0.0:/13 　　7.掩码255.252.0.0:/14 　　8.掩码255.254.0.0:/15 　　9.掩码255.255.0.0:/16(B类地址默认掩码) 　　10.掩码255.255.128.0:/17 　　11.掩码255.255.192.0:/18 　　12.掩码255.255.224.0:/19 　　13.掩码255.255.240.0:/20 　　14.掩码255.255.248.0:/21 　　15.掩码255.255.252.0:/22 　　16.掩码255.255.254.0:/23 　　17.掩码255.255.255.0:/24(C类地址默认掩码) 　　18.掩码255.255.255.128:/25 　　19.掩码255.255.255.192:/26 　　20.掩码255.255.255.224:/27 　　21.掩码255.255.255.240:/28 　　22.掩码255.255.255.248:/29 　　23.掩码255.255.255.252:/30 　　Subnetting Class A,B&C Address 　　划分子网的几个捷径: 　　1.你所选择的子网掩码将会产生多少个子网?:2的x次方-2(x代表掩码位,即2进制为1的部分，现在的网络中，已经不需要-2，已经可以全部使用，不过需要加上相应的配置命令，例如CISCO路由器需要加上ip subnet zero命令就可以全部使用了。) 　　2.每个子网能有多少主机?: 2的y次方-2(y代表主机位,即2进制为0的部分) 　　3.有效子网是?:有效子网号=256-10进制的子网掩码(结果叫做block size或base number) 　　4.每个子网的广播地址是?:广播地址=下个子网号-1 　　5.每个子网的有效主机分别是?:忽略子网内全为0和全为1的地址剩下的就是有效主机地址.最后有效1个主机地址=下个子网号-2(即广播地址-1) 　　根据上述捷径划分子网的具体实例: 　　C类地址例子:网络地址192.168.10.0;子网掩码255.255.255.192(/26) 　　1.子网数=2*2-2=2 　　2.主机数=2的6次方-2=62 　　3.有效子网?:block size=256-192=64;所以第一个子网为192.168.10.64,第二个为192.168.10.128 　　4.广播地址:下个子网-1.所以2个子网的广播地址分别是192.168.10.127和192.168.10.191 　　5.有效主机范围是:第一个子网的主机地址是192.168.10.65到192.168.10.126;第二个是192.168.10.129到192.168.10.190 　　B类地址例子1:网络地址:172.16.0.0;子网掩码255.255.192.0(/18) 　　1.子网数=2*2-2=2 　　2.主机数=2的14次方-2=16382 　　3.有效子网?:block size=256-192=64;所以第一个子网为172.16.64.0,最后1个为172.16.128.0 　　4.广播地址:下个子网-1.所以2个子网的广播地址分别是172.16.127.255和172.16.191.255 　　5.有效主机范围是:第一个子网的主机地址是172.16.64.1到172.16.127.254;第二个是172.16.128.1到172.16.191.254 　　B类地址例子2:网络地址:172.16.0.0;子网掩码255.255.255.224(/27) 　　1.子网数=2的11次方-2=2046(因为B类地址默认掩码是255.255.0.0,所以网络位为8+3=11) 　　2.主机数=2的5次方-2=30 　　3.有效子网?:block size=256-224=32;所以第一个子网为172.16.0.32, 最后1个为172.16.255.192 　　4.广播地址:下个子网-1.所以第一个子网和最后1个子网的广播地址分别是172.16.0.63和172.16.255.223 　　5.有效主机范围是:第一个子网的主机地址是172.16.0.33到172.16.0.62;最后1个是172.16.255.193到172.16.255.222 　　Variable Length Subnet Masks(VLSM) 　　可变长子网掩码(VLSM)的作用:节约IP地址空间;减少路由表大小.使用VLSM时,所采用的路由协议必须能够支持它,这些路由协议包括RIPv2,OSPF,EIGRP和BGP. 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weixin_45481714的博客
06-28 2241
题型1：与掩码240.0.0.0相对应的网络前缀有多少位？ 解答：把掩码全部化成2进制，有多少1就是几位。 **题型2：**把掩码全部化成2进制，有多少1就是几位？ 解答：掩码位为0的，对应IP就是主机位，可以分配，248的二进制是1111 1000，因为有三个0，所以主机所占位也是三个，2^3=8，所以子网IP共8个。 去掉首尾两个不可分配，所以最多接主机是6台。 在实际应用中，因为必须有一个IP做网关，所以实际上是5个IP可用。 题型3：以下地址中的哪一个和86.32/12匹配：请说明理由。 **解答：
计算机网络子网掩码计算题,计算机网络复习题(计算题)
weixin_39825722的博客
06-22 3801
设以太网中的A、B主机通过10Mbit/s的链路连接到交换机，每条链路的传播延迟均为20 s，交换机接收完一个分组35 s后转发该分组。计算A向B发送一个长度为10000bit 的分组时，从A开始发送至B接收到该分组所需的总时间。解：(1)10000bit/(10x610bit/s)=1000 s (2)(20 s x 2) + 35 s = 75 s (3)1000 s + 75 s = 107...
子网及子网掩码 问题
qq_34909157的博客
05-06 592
可以用一个网络地址和一个子网掩码描述一个子网（即连续的IP地址范围）。其中子网掩码包含32个二进制位，前32-n位为1，后n位为0，网络地址的前32-n位任意，后n位为0。所有前32-n位和网络地址相同的IP都属于此网络。 例如，网络地址为194.85.160.176（二进制为11000010|01010101|10100000|10110000），子网掩码为255.255.255.248（二进
子网掩码划分的问题
weixin_44548030的博客
10-14 3346
2 子网就是从主机地址借几位作为网络地址假设子网为是x 则子网的个数是2的x次方， 主机地址为y 则主机地址范围是2的y次方-2 个。
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