子网掩码应用探究

随着企业网络规模的不断扩大，IP地址在规划和管理中的地位越来越重要，IP地址空间的分配要与网络层次结构相适应，既要有效利用地址空间，又要体现出网络的可扩展性和灵活性，同时能满足路由协议的要求，提高路由算法的效率，加快路由变化的收敛速度，通过对IP地址的管理使网络管理与维护更加方便。与IP地址关系最密切的就是子网掩码。

所谓子网掩码又叫网络掩码、地址掩码，它是一种用来指明一个IP地址的哪些位标识的是主机所在的子网，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。

子网掩码通常有两种格式的表示方法：一是用与IP地址格式相同的点分十进制表示；二是在IP地址后面加上“/”符号以及1-32的数字，其中数字表示子网掩码中标识位的长度，也就是“1”的个数。

子网掩码一共分为两类。一类是缺省（自动生成）子网掩码，一类是自定义子网掩码。缺省子网掩码即未划分子网，对应的网络号的位都置1，主机号都置0。

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

自定义子网掩码是将一个网络划分为几个子网，需要每一段使用不同的网络号或子网号，实际上我们可以认为是将主机号分为两个部分：子网号、子网主机号。形式如下：

未做子网划分的IP地址：网络号+主机号

做子网划分后的IP地址：网络号+子网号+子网主机号

也就是说IP地址在划分子网后，以前的主机号位置的一部分给了子网号，余下的是子网主机号。子网掩码是32位二进制数，它的子网主机标识用部分为全“0”。利用子网掩码可以判断两台主机是否在同一子网中。若两台主机的IP地址分别与它们的子网掩码相“与”后的结果相同，则说明这两台主机在同一子网中。

首先，针对缺省子网掩码做几点说明，在缺省掩码下的IP地址中，网络地址和广播地址的计算很简单，虽然按照计算方法需要进制转换和与运算，但是在实际使用当中，我们已经可以快速写出结果。网络地址的计算就是子网掩码中“0”对应的地方变“0”，“255”对应的地方不变即可；而广播地址则是子网掩码中“0”对应的地方变“255”，“255”对应的地方不变。其实就广播地址和网络地址的计算可以在实际使用的时候衍生出很多题型，判断同一网络，同一广播地址等常见题型，但是现在以缺省掩码为考察的题型已经很少出现。

例：192.168.3.5 255.255.255.0网络地址为192.168.3.0，广播地址为192.168.3.255。

其次，自定义子网掩码（变长子网掩码）的计算比较多，如果按照定义去利用“与”运算计算结果的话，对于我们中职学生来说是谈“制”色变，更别说要对应位进行“与”运算。笔者在多年的从教过程中，总结了一种既可以快速计算，又可以避开进制转换的方法，今天与大家分享。

现在我们设置三个变量，M代表子网掩码中既不是0，也不是255的字节上的数；N代表256-M的值；X代表IP地址对应子网掩码（不是0也不是255）的字节上的数字除以N的商的整数部分；例如IP地址为192.168.1.93 255.255.255.224，那么M=224， N=256-M=32，X=INT（93/N）=2。三个参数确定以后，计算网络地址和广播地址就比较简单了，掩码中255对应的字节上的数不变，0对应的部分变0（网络地址）或255（广播地址），既不是0也不是255的部分按如下规则变换，网络地址是N*X，广播地址是N*（X+1）-1。那么对应IP地址的网络地址为：192.168.1.（N*X）即192.168.1.64；广播地址为192.168.1.N*（X+1）-1即192.168.1.95。

我们进一步看例题，例：172.16.59.12 255.255.224.0，试计算其网络地址与广播地址。按照上面的规则，M=224，N=256-224=32，X=INT（59/N）=1。所以该IP地址的网络地址为：172.16.32.0广播地址为：172.16.63.255。

如果遇到是按掩码中“1”的个数来表示的IP地址掩码，我们需要首先将其转换成点分十进制的子网掩码。按照长度，每有8个“1”转换一个十进制的“255”，每有8个“0”转换一个十进制的“0”，当“1”的个数不足8位时，我让学生记住“1”的个数与掩码的转换关系，这样就解决了学生进制转换的问题。不足8位的“1”的个数的长度与掩码的关系如下：1（128），2（192），3（224），4（240），5（248），6（252），7（254），8（255）。

例1.192.168.3.20/27，转换成点分十进制的子网掩码时应该这样计算，首先，24个“1”可以转换成3个“255”，剩下的3个“1”转换成”224”，这样子网掩码的结果是：255.255.255.224。

例2.172.16.20.55/21，首先，16个“1”可以转换成2个“255”，剩下5个“1”转换成“248”，最后一个字节全为“0”转换成“0”，那么子网掩码结果是：255.255.248.0。

现在关于子网掩码展开的运算可以说在各类考试中均有体现，在我们中职对口升学考试中也是必考知识点，每年的网工考试中也是大量出现，这里就不一一列举，总之这个运算技巧的发现能够提高我们中职学生答题的准确率跟速度，在近几年的考试中已经展示出这种算法的优越性，同时也深受中职生的喜爱。在这里提出这种算法也是想跟同行交流，希望能够为中职教学提供一些帮助。

参考文献：

王晶晶，周波.探究IP子网划分的原理[J].中国管理信息化，2012（10）.

作者介简：李英华，男，34岁，本科，就职于山西省灵石县第一职业高级中学，技术职称：讲师，从事教学9年。