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子網掩碼及網絡劃分原理
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【子網掩碼及網絡劃分原理】
隨著互連網應用的不斷擴大，原先的IPv4的弊端也逐漸暴露出來，即網絡號占位太多，而主機號位太少，所以其能提供的主機地址也越來越稀缺，目前除了使用NAT在企業內部利用保留地址自行分配以外，通常都對一個高類別的IP地址進行再劃分，以形成多個子網，提供給不同規模的用戶群使用。
這里主要是為了在網絡分段情況下有效地利用IP地址，通過對主機號的高位部分取作為子網號，從通常的網絡位界限中擴展或壓縮子網掩碼，用來創建某類地址的更多子網。但創建更多的子網時，在每個子網上的可用主機地址數目會比原先減少。
什么是子網掩碼?
子網掩碼是標志兩個IP地址是否同屬于一個子網的，也是32位二進制地址，其每一個為1代表該位是網絡位，為0代表主機位。它和IP地址一樣也是使用點式十進制來表示的。如果兩個IP地址在子網掩碼的`按位與的計算下所得結果相同，即表明它們共屬于同一子網中。
在計算子網掩碼時，我們要注意IP地址中的保留地址，即“ 0”地址和廣播地址，它們是指主機地址或網絡地址全為“ 0”或“ 1”時的IP地址，它們代表著本網絡地址和廣播地址，一般是不能被計算在內的。
子網掩碼的計算：
對于無須再劃分成子網的IP地址來說，其子網掩碼非常簡單，即按照其定義即可寫出：如某B類IP地址為 10.12.3.0，無須再分割子網，則該IP地址的子網掩碼255.255.0.0。如果它是一個C類地址，則其子網掩碼為 255.255.255.0。其它類推，不再詳述。下面我們關鍵要介紹的是一個IP地址，還需要將其高位主機位再作為劃分出的子網網絡號，剩下的是每個子網的主機號，這時該如何進行每個子網的掩碼計算。
下面總結一下有關子網掩碼和網絡劃分常見的面試考題：
1)利用子網數來計算
在求子網掩碼之前必須先搞清楚要劃分的子網數目，以及每個子網內的所需主機數目。
(1) 將子網數目轉化為二進制來表示;
如欲將B類IP地址168.195.0.0劃分成27個子網：27=11011;
(2) 取得該二進制的位數，為N;
該二進制為五位數，N = 5
(3) 取得該IP地址的類子網掩碼，將其主機地址部分的的前N位置1即得出該IP地址劃分子網的子網掩碼。
將B類地址的子網掩碼255.255.0.0的主機地址前5位置 1，得到 255.255.248.0
2)利用主機數來計算
如欲將B類IP地址168.195.0.0劃分成若干子網，每個子網內有主機700臺：
(1) 將主機數目轉化為二進制來表示;
700=1010111100;
(2) 如果主機數小于或等于254(注意去掉保留的兩個IP地址)，則取得該主機的二進制位數，為N，這里肯定 N<8。如果大于254，則 N>8，這就是說主機地址將占據不止8位;
該二進制為十位數，N=10;
(3) 使用255.255.255.255來將該類IP地址的主機地址位數全部置1，然后從后向前的將N位全部置為 0，即為子網掩碼值。
將該B類地址的子網掩碼255.255.0.0的主機地址全部置1，得到255.255.255.255，然后再從后向前將后 10位置0,即為：11111111.11111111.11111100.00000000，即255.255.252.0。這就是該欲劃分成主機為700臺的B類IP地址 168.195.0.0的子網掩碼。
3)還有一種題型，要你根據每個網絡的主機數量進行子網地址的規劃和計算子網掩碼。這也可按上述原則進行計算。
比如一個子網有10臺主機，那么對于這個子網需要的IP地址是：
10+1+1+1=13
注意：加的第一個1是指這個網絡連接時所需的網關地址，接著的兩個1分別是指網絡地址和廣播地址。
因為13小于16(16等于2的4次方)，所以主機位為4位。而256-16=240，所以該子網掩碼為255.255.255.240。
如果一個子網有14臺主機，不少人常犯的錯誤是：依然分配具有16個地址空間的子網，而忘記了給網關分配地址。這樣就錯誤了，因為14+1+1+1=17，17大于16，所以我們只能分配具有32個地址(32等于2的5次方)空間的子網。這時子網掩碼為：255.255.255.224。
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