论子网掩码在网络划分中的使用

摘要：本文主要论述子网掩码在IP地址网络划分中的使用。首先阐述网络划分的必要性，然后介绍网络划分的原理、公式，其次通过实例讲解，具体介绍网络划分的实际应用、划分后的网络号，最后介绍如何根据IP地址和子网掩码计算对应的网络号。

关键词：IP地址 网络地址 主机地址 子网掩码 与运算 网络号

中图分类号：TP39 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2013）03-0062-01

通过对IP地址的学习，我们知道一个A类的网络号下面可拥有2563-2台主机，这个数量是任何一种通信介质，任何一台网络服务器无法承担的通信量，而且根据总线型网络的竞争访问控制机制，计算机数量越多，竞争程度也越激烈，数据的有效传输也就越低，我们可以发现一个网络内的计算机数量不可能太多，所以A类IP地址的利用率将会极低，一方面IP地址严重不足，另一方面IP地址存在着巨大的浪费，为充分利用IP地址，internet 协会提出子网掩码的概念。

子网掩码在表示的过程中和IP地址一一对应，使用了32位的二进制，平均分为4段，每段8位，段与段之间使用英文状态下的点号分隔，每段的表示范围是：00000000～11111111，为更好的识别，转化成十进制为0～255。如果IP地址表示的是网络地址，则对应的子网掩码的二进制位数就置1，IP地址表示的是主机地址，对应的子网掩码的二进制位数就置0，所以默认的情况下（即不进行子网划分）A类IP地址对应的子网掩码为：255.0.0.0，B类IP地址对应的子网掩码为：255.255.0.0，C类IP地址对应的子网掩码为：255.255.255.0。

为充分利用IP地址，我们必须把一个大网络划分成多个小网络，就必须提取出一定位数的主机地址充当子网地址，这时候IP地址=网络ID+主机ID（子网ID+主机ID），因其有部分主机ID转变为子网ID，其对应的子网掩码位就必须由0转变成1。而如何进行子网划分呢？假设我们提取出1位的主机ID充当子网ID，就有0和1两种表示方法，如果提取出2位的主机ID充当子网ID，就有00、01、10、11四种表示方法，以此类推，提取出n位主机ID充当子网ID，可以划分成2n个网络，再除去子网号全0和全1的两种情况（这两种子网内IP地址无效），所以一个网络能划分成多少个网络并不是随意的，是以2n-2的方式来划分的。

例如：要将10.0.0.0这个网络划分成10个子网，问该提取出多少位主机地址充当子网地址，该如何设置子网掩码，划分成哪些网络？

解：2n-2>=10

可知nmin=4，也就是说最少提取出4位主机地址充当子网地址，对应的子网掩码就应该为：11111111.11110000.00000000.00000000，转变为十进制就是：255.240.0.0，划分的网络如表1所示：

其中小x的表示范围为0～1，其中大X的表示范围为0～255。

网络号的计算是：IP地址和子网掩码进行逻辑与运算得出的结果，具体逻辑与运算的公式如表2所示：

从上表可知，和0进行逻辑与运算的结果都为0，和1进行逻辑与运算的都是本身，例如10.16～31.X..X网络和255.240.0.0.进行逻辑与运算，转化为二进制计算如图1所示：

转化成二进制就是：10.16.0.0

从前面例子中可知，一个网络能化成多少个子网并不是随意的，上面其实是划分成14个子网，然后选择前面的10个分配下去，而且子网划分一定有IP地址的浪费，比如子网地址全0和全1这两个网络就是一定不能用的，但其IP地址的利用率比不划分是要高的，特别适合大、中型网络。