部分转自：https://blog.csdn.net/wuseyukui/article/details/24306645
子网掩码的概述和作用
- 子网掩码是一个应用于TCP/IP网络的32位二进制值，每节8位，必须结合IP地址对应使用（常见的 255.255.255.0 等）
- 子网掩码32位都与IP地址32位对应，如果某位是网络地址，则子网掩码为1，否则为0 (11111111.11111111.11111111.0)
- 子网掩码通过与IP地址 “与”计算，分离出IP地址中的网络地址和主机地址，判断该IP地址是在局域网，还是在广域网。
- 子网掩码一般用于将网络进一步划分为若干子网，以避免主机过多而拥堵或过少而IP浪费。
为什么要使用子网掩码
子网掩码不能单独存在，它必须结合IP地址一起使用。子网掩码只有一个作用，就是将某个IP地址划分成网络地址和主机地址两部分
两台计算机要通讯，首先要判断是否处于同一个广播域内，即网络地址是否相同。如果网络地址相同，表明接受方在本网络上，那么可以把数据包直接发送到目标主机，否则就需要路由网关将数据包转发送到目的地。
比如说我们本机ip与子网掩码计算出一个网络地址为 x.x.x.x
另一个ip地址与子网掩码计算出一个网络地址为 y.y.y.y
如果 x.x.x.x 与 y.y.y.y 相等，那么这两个主机可以ping通
子网掩码的分类
缺省子网掩码(未划分子网)
子网掩码32位与IP地址32位对应,如果某位是网络地址，则子网掩码为1，否则为0。例如A类IP地址，第一节为网络地址，其余三节为主机地址，故掩码为“11111111.00000000.00000000.00000000”
- A类网络缺省子网掩码：255.0.0.0
- B类网络缺省子网掩码：255.255.0.0
- C类网络缺省子网掩码：255.255.255.0
自定义子网掩码(用于划分子网)
将一个网络划分为若干子网，希望每个子网拥有不同的网络地址或子网地址。因为IP是有限的，实际上我们是将主机地址分为两个部分：子网网络地址、子网主机地址。
未做子网划分的ip地址：网络地址＋主机地址
做子网划分后的ip地址：网络地址＋（子网网络地址＋子网主机地址）
子网掩码和IP的关系
子网掩码是用来判断任意两台计算机的IP地址是否属于同一子网络的根据。具体说就是两台计算机各自的IP地址与子网掩码进行“与”运算后，如果得出的结果是相同的，则说明这两台计算机是处于同一个子网络上的，可以进行直接的通讯。
例如：设IP地址为192.168.10.2，子网掩码为255.255.255.240，那么子网掩码是怎样来区分网络地址和主机地址的呢。
网络地址为：192.168.10.0（子网掩码通过与IP地址与运算）
主机地址为：192.168.10.2（将掩码取反，然后与运算）
为什么要划分子网
节约IP地址,避免浪费,限定广播的传播,保证网络的安全,有助于覆盖大型地理区域
例如：在A类IP地址中，每个A类网络可能有16，777，214台主机，它们处于同一广播域。在同一广播域中有这么多主机是不可能的，网络会因为广播通信而饱和。另一方面，IP地址资源越来越少。为实现更小的广播域，就需要进一步分成更小的网络。划分子网后，通过使用掩码，把子网隐藏起来，使得从外部看网络没有变化，这就是子网掩码。
子网划分简述
子网划分是通过借用IP地址中若干位主机地址来充当子网的网络地址，从而将原网络划分为若干子网。
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，但每个子网中的可用主机数逐渐减少。
如C类地址，原有8位主机位，2^8-2即254个主机地址，默认子网掩码255.255.255.0。(全0或全1不可用）
借用1位主机位，产生=2个子网，每个子网有2^7个主机地址；
借用2位主机位，产生=4个子网，每个子网有2^6个主机地址;
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：
- C类IP 地址子网划分
| 借用位数 | 子网掩码 | 子网个数 | 每个子网中主机数 |
|---|---|---|---|
| 1 | 255.255.255.128 | 2^1 = 2 | 2^(8-1) - 2 = 126 |
| 2 | 255.255.255.192 | 2^2 = 4 | 2^(8-2) - 2 = 62 |
| 3 | 255.255.255.224 | 2^3 = 8 | 2^(8-3) - 2 = 30 |
| 4 | 255.255.255.240 | 2^4 = 16 | 2^(8-4) - 2 = 14 |
| 5 | 255.255.255.248 | 2^5 = 32 | 2^(8-5) - 2 = 6 |
| 6 | 255.255.255.252 | 2^6 = 64 | 2^(8-6) - 2 = 2 |
- B类IP 地址子网划分
| 借用位数 | 子网掩码 | 子网个数 | 每个子网中主机数 |
|---|---|---|---|
| 1 | 255.255.128.0 | 2^1 = 2 | 2^(16-1) - 2 |
| 2 | 255.255.192.0 | 2^2 = 4 | 2^(16-2) - 2 |
| 3 | 255.255.224.0 | 2^3 = 8 | 2^(16-3) - 2 |
| 4 | 255.255.240.0 | 2^4 = 16 | 2^(16-4) - 2 |
| 5 | 255.255.248.0 | 2^5 = 32 | 2^(16-5) - 2 |
| 6 | 255.255.252.0 | 2^6 = 64 | 2^(16-6) - 2 |
| 7 | 255.255.254.0 | 2^7 = 128 | 2^(16-7) - 2 |
- A类IP地址子网划分
| 借用位数 | 子网掩码 | 子网个数 | 每个子网中主机数 |
|---|---|---|---|
| 1 | 255.128.0.0 | 2^1 = 2 | 2^(24-1) - 2 |
| 2 | 255.192.0.0 | 2^2 - 2 = 2 | 2^(24-2) - 2 |
| 3 | 255.224.0.0 | 2^3 - 2 = 8 | 2^(24-3) - 2 |
| 4 | 255.240.0.0 | 2^4 - 2 = 16 | 2^(24-4) - 2 |
| 5 | 255.248.0.0 | 2^5 - 2 = 32 | 2^(24-5) - 2 |
| 6 | 255.252.0.0 | 2^6 - 2 = 64 | 2^(24-6) - 2 |
| 7 | 255.254.0.0 | 2^7 - 2 = 128 | 2^(24-7) - 2 |
案例一：
网络地址：192.168.10.0
子网掩码：255.255.255.128/25
| 子网 | 第一个主机地址 | 最后一个主机地址 | 广播地址 | 主机数 |
|---|---|---|---|---|
| 192.16.10.0 | 192.168.10.1 | 192.168.10.126 | 192.168.127 | 126 |
| 192.16.10.128 | 192.168.10.129 | 192.168.10.254 | 192.168.255 | 126 |
案例二：
网络地址：192.168.10.0
子网掩码：255.255.255.192/26
| 子网 | 第一个主机地址 | 最后一个主机地址 | 广播地址 | 主机数 |
|---|---|---|---|---|
| 192.16.10.0 | 192.168.10.1 | 192.168.10.62 | 192.168.63 | 62 |
| 192.16.10.64 | 192.168.10.65 | 192.168.10.126 | 192.168.127 | 62 |
| 192.16.10.128 | 192.168.10.129 | 192.168.10.190 | 192.168.191 | 62 |
| 192.16.10.192 | 192.168.10.193 | 192.168.10.254 | 192.168.255 | 62 |
子网掩码的计算
- 子网数和主机数都可以计算子网掩码
- 取得子网/主机的二进制位数
- 网络地址置0，主机地址置1
- 换成十进制
- 利用子网数计算
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。
- 将子网数目转化为二进制来表示
- 取得该二进制的位数，为 N
- 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C类IP地址192.168.10.0划分成4个子网：
- 4=100
- 该二进制为三位数，N=3
- 将A类地址的子网掩码255.255.255.0的主机地址前3位置 1，得到子网掩码255.255.255.224。(具体见下图）
2.利用主机数来计算
- 将主机数目转化为二进制来表示
- 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。
- 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192.168.10.0划分成若干子网，每个子网内有主机25台：
- 25=11001
- 该二进制为十位数，N=5
- 将该B类地址的子网掩码 255.255.255.0的主机地址全部置 1，得到255.255.255.255，然后再从后向前将后5位置0，即为：11111111.11111111.11111111.11100000，即255.255.252.224。
案例三：
某高校计算机学院要新建3个实验室,每个实验室有25台主机,已申请了一个C类地址192.168.10.0,该C类地址的子网掩码为
- 3 = 11 ，故最少从地址位借2位，也可以为3位，4位等
- 25 = 11001，故最少从主机位借5位
- 综合起来，只能从地址位借2-3位
- 借2位的话，子网掩码是255.255.255.192，借3位的话，子网掩码是255.255.255.224
案例四：
某公司申请到一个C 类IP 地址，但要连接6 个的子公司，最大的一个子公司有26 台计算机，每个子公司在一个网段中，则子网掩码应设为
- 6 = 110 ，故最少从地址位借3位
- 26 = 11010，故最少从主机位借5位
- 综合起来，只能从地址位借2-3位
- 子网掩码是255.255.255.224
汇总网段的计算
- 确定需要汇总的网段的子网地址。
- 将各网段的子网地址以二进制写出。
- 比较各网段二进制表示的网络地址，从第1位比特开始进行比较记录连续的相同的比特， 从 不相同的比特位到第32个比特为填充0。由此得到的地址为汇总后网段的IP地址，其网络位 为连续的相同的比特的位数。
IP路由汇总的优点有：
- 减小路由表的规模
- 减轻路由器 的负担
- 减少数据包寻址时间
案例五
ip地址10.1.8.0/24和10.1.9.0/24
10.1.8.0/24=====>10.1.00001000.0/24
10.1.9.0/24=====>10.1.00001001.0/24
不同比特位出现在第24位，所以24-32位填充0，网络号为前23位
故，汇总网段为 10.1.8.0/23，子网掩码为 255.255.254.0
