子网掩码及主机段的算法

　　类范围:IP地址常采用点分十进制表示方法:X.Y.Y.Y,在这里,X=1--126时称为A类地址;X=128--191时成为B类地址;X=192--223时称为C类地址;如10.202.52.130,因为X=10在1--126范围内所以称为A类地址,默认子网掩码:A类为255.0.0.0;B类为255.255.0.0;C类为255.255.255.0

　　当我们要划分子网用到子网掩码M时,类子网掩码的格式应为:A类为255.M.0.0;B类为255.255.M.0;C类为255.255.255.M. M是相应的子网掩码,如255.255.255.240

　　十进制计算基数:256.等一下我们所有的十进制计算都要用256来进行

　　几个公式变量的说明:

　　Subnet_block:可分配子网块的大小,指在某一子网掩码下的子网的块数.

　　Subnet_num:实际可分配子网数,指可分配子网块中要剔除首,尾两块,这是某一子网掩码下可分配的实际子网数量,它等于Subnet_block-2

　　IP_block:每个子网可分配的IP地址块大小

　　IP_num:每个子网实际可分配的IP地址数,因为每个子网的首,尾IP地址必须保留(一个为网络地址,一个为广播地址),所以它等于IP_block-2.IP_num也用于计算主机段

　　M:子网掩码(net mask)

　　他们之间的公式如下:

　　M=256-IP_block

　　IP_block=256/Subnet_block,反之Subnet_block=256/IP_block

　　IP_num=IP_block-2

　　Subnet_num=Subnet_block-2

　　2的冥数:要熟练掌握2^8(256)以内的2的冥数的十进制数,如128=2^7,64=2^6....,这可使我们立即推算出Subnet_block和IP_block数.

　　现在我们举一些例子:

　　一,已知所需子网数12,求实际子网数

　　解:这里实际子网数指Subnet_num,由于12最接近2的冥数为16(2^4),既Subnet_block=16,那么Subnet_num=16-2=14,故实际子网数为14.

　　二,已知一个B类子网每个子网主机数要达到60X255(约相当于X.Y.0.1--X.Y.59.254的数量)个,求子网掩码

　　解:1. 60接近2的冥数为64(2^6),即IP_block=64

　　2. 子网掩码M=256-IP_block=256-64=192

　　3. 子网掩码格式B类是:255.255.M.0,所以子网掩码为:255.255.192.0

　　三.如果所需子网数为7,求子网掩码

　　解:1. 7最接近2的冥为8,但8个Subnet_block因为要保留首,尾2个子网块,即8-2=6<7,并不能达到所需子网数,所以应该取2的冥为16,即Subnet_block=16

　　2. IP_block=256/Subnet_block=256/16=16

　　3. 子网掩码M=256-IP_block=256-16=240

　　四.已知网络地址为211.134.12.0,要有4个子网,求子网掩码及主机段

　　解:1. 211.Y.Y.Y是一个C类网,子网掩码格式为255.255.255.M

　　2. 4个子网,4接近2的冥是8(2^3),所以Subnet_block=8,Subnet_num=8-2=6

　　3. IP_block=256/Subnet_block=256/8=32

　　4. 子网掩码M=256-IP_block=256-32=224

　　5. 所以子网掩码表示为255.255.255.224

　　6. 因为子网块中的可分配主机又有首,尾两个不能使用,所以可分配6个子网块(Subnet_num),每块32个可分配主机块(IP_block) 即:32-63,64-95,96-127,128-159,160-191,192-223

　　首块(0-31)和尾块(224-255)不能使用

　　7. 每个子网块中的可分配主机块又有首,尾两个不能使用(一个是子网网络地址,一个是子网广播地址),所以主机段分别为:33-62,65-94,97-126,129-158,161-190,193-222

　　8. 所以子网掩码为255.255.255.224 主机段共6段为:211.134.12.33--211.134.12.62;

　　211.134.12.65--311.134.12.94;211.134.12.97--211.134.12.126;211.134.12.129--211.134.12.158;

　　211.134.12.161--211.134.12.190;211.134.12.193--211.134.12.222 可以任选其中的4段作为4个子网.

　　介绍子网掩码的两种简便算法

　　IP地址是32位的二进制数值，用于在TCP/IP通讯协议中标记每台计算机的地址。通常我们使用点式十进制来表示，如192.168.0.5等等。

　　每个IP地址又可分为两部分。即网络号部分和主机号部分：网络号表示其所属的网络段编号，主机号则表示该网段中该主机的地址编号。按照网络规模的大小，IP地址可以分为A、B、C、D、E五类，其中A、B、C类是三种主要的类型地址，D类专供多目传送用的多目地址，E类用于扩展备用地址。A、B、C三类IP地址有效范围如下表：

　　类别 网络号 /占位数 主机号 /占位数 用途

　　A 1～126 / 8 0～255 0～255 1～254 / 24 国家级

　　B 128～191 0～255 / 16 0～255 1～254 / 16 跨过组织

　　C 192～223 0～255 0～255 / 24 1～254 / 8 企业组织

　　随着互连网应用的不断扩大，原先的IPv4的弊端也逐渐暴露出来，即网络号占位太多，而主机号位太少，所以其能提供的主机地址也越来越稀缺，目前除了使用NAT在企业内部利用保留地址自行分配以外，通常都对一个高类别的IP地址进行再划分，以形成多个子网，提供给不同规模的用户群使用。

　　这里主要是为了在网络分段情况下有效地利用IP地址，通过对主机号的高位部分取作为子网号，从通常的网络位界限中扩展或压缩子网掩码，用来创建某类地址的更多子网。但创建更多的子网时，在每个子网上的可用主机地址数目会比原先减少。

　　子网掩码是标志两个IP地址是否同属于一个子网的，也是32位二进制地址，其每一个为1代表该位是网络位，为0代表主机位。它和IP地址一样也是使用点式十进制来表示的。如果两个IP地址在子网掩码的按位与的计算下所得结果相同，即表明它们共属于同一子网中。

　　在计算子网掩码时，我们要注意IP地址中的保留地址，即“ 0”地址和广播地址，它们是指主机地址或网络地址全为“ 0”或“ 1”时的IP地址，它们代表着本网络地址和广播地址，一般是不能被计算在内的。

　　下面就来以实例来说明子网掩码的算法：

　　对于无须再划分成子网的IP地址来说，其子网掩码非常简单，即按照其定义即可写出：如某B类IP地址为 10.12.3.0，无须再分割子网，则该IP地址的子网掩码为255.255.0.0。如果它是一个C类地址，则其子网掩码为 255.255.255.0。其它类推，不再详述。下面我们关键要介绍的是一个IP地址，还需要将其高位主机位再作为划分出的子网网络号，剩下的是每个子网的主机号，这时该如何进行每个子网的掩码计算。

　　一、利用子网数来计算

　　在求子网掩码之前必须先搞清楚要划分的子网数目，以及每个子网内的所需主机数目。

　　1)将子网数目转化为二进制来表示

　　2)取得该二进制的位数，为 N

　　3)取得该IP地址的类子网掩码，将其主机地址部分的的前N位置 1 即得出该IP地址划分子网的子网掩码。

　　如欲将B类IP地址168.195.0.0划分成27个子网：

　　1)27=11011

　　2)该二进制为五位数，N = 5

　　3)将B类地址的子网掩码255.255.0.0的主机地址前5位置 1，得到 255.255.248.0

　　即为划分成 27个子网的B类IP地址 168.195.0.0的子网掩码。

　　二、利用主机数来计算

　　1)将主机数目转化为二进制来表示

　　2)如果主机数小于或等于254（注意去掉保留的两个IP地址），则取得该主机的二进制位数，为 N，这里肯定 N<8。如果大于254，则 N>8，这就是说主机地址将占据不止8位。

　　3)使用255.255.255.255来将该类IP地址的主机地址位数全部置1，然后从后向前的将N位全部置为 0，即为子网掩码值。

　　如欲将B类IP地址168.195.0.0划分成若干子网，每个子网内有主机700台：

　　1) 700=1010111100

　　2)该二进制为十位数，N = 10

　　3)将该B类地址的子网掩码255.255.0.0的主机地址全部置 1，得到255.255.255.255

　　然后再从后向前将后 10位置0,即为： 11111111.11111111.11111100.00000000

　　即255.255.252.0。这就是该欲划分成主机为700台的B类IP地址 168.195.0.0的子网掩码。

　　下面列出各类IP地址所能划分出的所有子网，其划分后的主机和子网占位数，以及主机和子网的（最大）数目，注意要去掉保留的IP地址(即划分后有主机位或子网位全为“0”或全为“1”的)：

　　A类IP地址：

　　子网位 /主机位 子网掩码 子网最大数 /主机最大数

　　2/22 255.192.0.0 2/4194302

　　3/21 255.224.0.0 6/2097150

　　4/20 255.240.0.0 14/1048574

　　5/19 255.248.0.0 30/524286

　　6/18 255.252.0.0 62/262142

　　7/17 255.254.0.0 126/131070

　　8/16 255.255.0.0 254/65536

　　9/15 255.255.128.0 510/32766

　　10/14 255.255.192.0 1022/16382

　　11/13 255.255.224.0 2046/8190

　　12/12 255.255.240.0 4094/4094

　　13/11 255.255.248.0 8190/2046

　　14/10 255.255.252.0 16382/1022

　　15/9 255.255.254.0 32766/510

　　16/8 255.255.255.0 65536/254

　　17/7 255.255.255.128 131070/126

　　18/6 255.255.255.192 262142/62

　　19/5 255.255.255.224 524286/30

　　20/4 255.255.255.240 1048574/14

　　21/3 255.255.255.248 2097150/6

　　22/2 255.255.255.252 4194302/2

　　B类IP地址：

　　子网位 /主机位 子网掩码 子网最大数 /主机最大数

　　2/14 255.255.192.0 2/16382

　　3/13 255.255.224.0 6/8190

　　4/12 255.255.240.0 14/4094

　　5/11 255.255.248.0 30/2046

　　6/10 255.255.252.0 62/1022

　　7/9 255.255.254.0 126/510

　　8/8 255.255.255.0 254/254

　　9/7 255.255.255.128 510/126

　　10/6 255.255.255.192 1022/62

　　11/5 255.255.255.224 2046/30

　　12/4 255.255.255.240 4094/14

　　13/3 255.255.255.248 8190/6

　　14/2 255.255.255.252 16382/2

　　C类IP地址：

　　子网位 /主机位 子网掩码 子网最大数 /主机最大数

　　2/6 255.255.255.192 2/62

　　3/5 255.255.255.224 6/30

　　4/4 255.255.255.240 14/14

　　5/3 255.255.255.248 30/6

　　6/2 255.255.255.252 62/2