一、子网掩码

子网掩码是一种用来指明一个 IP 地址的哪些标识是主机所在的子网，以及哪些位标识的是主机的位掩码。

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。

子网掩码书写规则：与二进制 IP 地址相同，子网掩码由1和0组成，且1和0分别连续。子网掩码的长度也是32位，左边是网络位，用二进制数字“1”表示，1的数目等于网络位的长度；右边是主机位，用二进制数字“0”表示，0的数目等于主机位的长度。

C 类网络（192.0.0.0~233.255.255.255）的组成结构是24+8，即前24位表示网络地址，后8位表示主机地址，此时的主机数是：2^8-2=254（因为主机号全为1时表示该网络广播地址，全为0时表示该网络的网络号，这是两个特殊地址）。

C 类网络默认掩码是24位：255.255.255.0（/24），写成二进制就是（111111111.11111111.111111111.00000000）。

示例一

比如说我们公司的办公电脑，其 IP 都是192.168.12.xxx。这些 IP 全都是在一个网段内，没有划分子网，那么我们这些 IP 的掩码就是24位。

现在有一个需求：我们公司有6个部门，要求这些部门分别属于一个子网。

那么我们需要有6（2³﹥6）个子网，这时候需要从主机地址的的高位借3位作为子网地址，这样可以得到8个子网络（多出的2个可以留作备用），子网 ID 是：000、001、010、011、100、101、110、111；此时我们的子网掩码就变成了255.255.255.224，写成二进制就是（11111111.1111111111.11111111.11100000）。此时每个子网就只有主机数2^5-2=30个。

计算

题：将 B 类网络130.1.0.0/16划分为32个子网，划分后的每个子网包含的可用主机数地址为多少？写出第1个子网（从小到大的顺序）的子网掩码和可用主机地址范围。

注意：B类网络的 IP 地址是16+16的结构，即前16位表示网络地址，后16位表示主机地址。

分析：

1、要划分出32个子网，需要从主机位借5位作为新的子网位。每个子网的主机位是16-5=11位。每个子网支持的可用主机地址数是：2^11-2=2046。

2、子网划分如下：
130.1.00000 000.0划分的32个子网如下：
130.1.00000 000.0
130.1.00001 000.0
130.1.00010 000.0
130.1.***** 000.0
130.1.11111 000.0

主机号全为0的地址就是网络地址。这里后面11位是主机号，全部置为0，前面21位的组合就是网络地址。

每个子网的网络号为16+5=21，子网掩码为：

• 11111111 11111111 11111000 00000000 ---二进制写法
• 255.255.248.0 --- 点分十进制写法
• /21 --- 前缀法

从小到大顺序，第1个子网为：
130.1.00000 000.0/21

这个子网最小可用 IP 地址为：130.1.00000 000.00000001
即：130.1.0.1
全 0 IP 不可用。

这个子网最大可用 IP 地址为：130.1.00000 111.11111110
即：130.1.7.254
全 1 IP 不可用。

二、可变长子网掩码

上面示例一划分子网的方式，会有一个问题，就是每一个子网所支持的主机数都是一样的，即每一个子网都支持有30个。但是如果我们的部门有一个部门需要40台主机，一个部门只需要10台主机。该如何解决这个问题呢？此时就需要可变长子网掩码。

下面举一个示例说明这个问题：

示例二

某单位 IP 地址需求数如下表所示，给定地址192.168.1.0/24，按照可变长子网掩码的设计思想，部门3的子网掩码为（）。

A、255.255.255.128
B、255.255.255.192
C、255.255.255.224
D、255.255.255.240

分析：
题中一共有5个部门，如果是常规的划分子网的方法，需要向主机位借3位，这样可以划分的子网数为2³个。
主机位还剩5位，此时每一个子网支持的 IP 数为2^5-2=30。显然是不符合部门1和部门2的需求的。所以我们需要使用可变长子网掩码的方法划分子网。

部门1：
只需要从主机位借1位，此时主机位还剩7位，满足的 IP 数是2^7-2=124。这样就满足了部门1。

部门2：
需要50个 IP 地址，那么主机数至少是6位（2^6-2=62>50),所以需要从主机位借2位做网络位。

部门3：
需要30个 IP 地址，那么主机数至少是5位（2^5-2=30）,所以需要从主机位借3位作为网络位。

部门4和部门5：
需要 从主机位借4位。

从以上分析可以看出，部门3需要借3位，此时网络位就是24+3=27位，即掩码位就是27位。写成点分十进制就是255.255.255.224。

三、无类域间路由（CIDR）技术

CIDR 技术的应用：

• 构建超网
• 路由聚合

构建超网

示例三

题：已知某高校申请了4个连续的 C 类网络，分别是200.24.16.0~200.24.19.0，若希望学校的整个网络在路由表中聚合成一条，可以将此聚合成多少？

分析：

假设4个 iP 地址的分配如下，我们先将这些 IP 地址写成对应的二进制形式：

计算系：200.24.16.0 11001000 00011000 00010000 00000000
自动系：200.24.17.0 11001000 00011000 00010001 00000000
电子系：200.24.18.0 11001000 00011000 00010010 00000000
物理系：200.24.19.0 11001000 00011000 00010011 00000000
这4个 IP 地址前22位都是相同的，可以将其看成22位的网络地址相同。
聚合后的地址为：200.24.16.0/22

举一个网工的真题进一步解释：

题1：CIDR 技术解决了路由缩放问题，例如2048个 C 类网络组成一个地址块，网络号从192.24.0.0~192.31.255.0这样的超网号应为-----，其地址掩码应为-----。

分析：

我们想要将多个 IP 地址聚合成一个超网，我们就需要知道这些 IP 地址相同位数是多少位，将相同位数写成点分十进制，后面的全部置为0（即主机号为0），即为超网号。同时掩码地址也就出来了。

网络号不管有多少个，只要知道最小和最大的，他们相同的部分也就是所有网络号相同的部分。

题目中说2048个网络号，我们写出最小和最大的网络号的二进制形式：

因为第一的字节（8位）的192是一定相同的，所以这里没有写成00000000.

从二进制能够看出来这些 IP 相同的位有13位。后面还有21位全部置为0，就是超网号。
所以超网号是：192.24.0.0
掩码地址是：255.248.0.0

聚合成一个 IP 可以写成：192.24.0.0/13

示例四

题2：某公司网络的地址是192.168.192.0/20，要把该网络分成32个子网。则对应的子网掩码应该是（），每个子网可分配的主机数是（）。

分析：
IP 地址分为 ABCDE 五类，但是没有一类的网络号是20位，但是题目中的网络号位数（即掩码）是20位，显然这是一个分类以后的无类 IP（不属于五类中的某一类）。

步骤：
1、IP 地址一共32位，这里网络号是20位，那么主机号就是12位；

2、现在需要将该网络分成32个子网，那么就需要从主机位借5位，此时主机位就只有7位，所以每个子网可分配的主机数就是2^7-2=126。

3、此时网络号就是20+5=25位，即掩码就是25位，写成二进制就是：
11111111 11111111 11111111 1 0000000
改写成点分十进制就是：255.255.255.128。

路由聚合