关于子网掩码

定义：

子网掩码(subnet mask)又叫网络掩码、地址掩码、子网络遮罩，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。

子网掩码是一个32位地址，用于屏蔽IP地址的一部分以区别网络标识和主机标识，并说明该IP地址是在局域网上，还是在远程网上。

默认子网掩码：

子网掩码——屏蔽一个IP地址的网络部分的“全1”比特模式。对于A类地址来说，默认的子网掩码是255.0.0.0；对于B类地址来说默认的子网掩码是255.255.0.0；对于C类地址来说默认的子网掩码是255.255.255.0。

构成

互联网是由许多小型网络构成的，每个网络上都有许多主机，这样便构成了一个有层次的结构。IP地址在设计时就考虑到地址分配的层次特点，将每个IP地址都分割成网络号和主机号两部分，以便于IP地址的寻址操作。

IP地址的网络号和主机号各是多少位呢？如果不指定，就不知道哪些位是网络号、哪些是主机号，这就需要通过子网掩码来实现。

规则

子网掩码的设定必须遵循一定的规则。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。这样做的目的是为了让掩码与ip地址做按位与运算时用0遮住原主机数，而不改变原网络段数字，而且很容易通过0的位数确定子网的主机数

（2的主机位数次方-2，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）

。只有通过子网掩码，才能表明一台主机所在的子网与其他子网的关系，使网络正常工作。

定义子网掩码

用于子网掩码的位数决定于可能的子网数目和每个子网的主机数目。在定义子网掩码前，必须弄清楚本来使用的子网数和主机数目。

定义子网掩码的步骤为：

A、确定哪些组地址归我们使用。比如我们申请到的网络号为 “210.73.a.b”，该网络地址为c类IP地址，网络标识为“210.73.a”，主机标识为“b”。

B、根据我们所需的子网数以及将来可能扩充到的子网数，用宿主机的一些位来定义子网掩码。比如我们需要12个子网，将来可能需要16个。用第四个字节的前四位确定子网掩码。前四位都置为“1”，即第四个字节为“11110000”，这个数我们暂且称作新的二进制子网掩码。

C、把对应初始网络的各个位都置为“1”，即前三个字节都置为“1”，则子网掩码的间断二进制形式为：“11111111.11111111.11111111.11110000” 。

D、把这个数转化为间断十进制形式为：“255.255.255.240” 。

如何用子网掩码得到网络 / 主机地址

过程如下：

将 IP 地址与子网掩码转换成二进制；

将二进制形式的 IP 地址与子网掩码做 ’ 与 ’ 运算，将答案化为十进制便得到网络地址；

将二进制形式的子网掩码取 ’ 反 ’ ；

将取 ’ 反 ’ 后的子网掩码与 IP 地址做 ’ 与 ’ 运算，将答案化为十进制便得到主机地址。

下面我们用一个例子给大家演示：

假设有一个 I P 地址： 192.168.0.1

子网掩码为： 255.255.255.0

化为二进制为： I P 地址 11000000.10101000.00000000.00000001

子网掩码 11111111.11111111.11111111.00000000

将两者做 ’ 与 ’ 运算得： 11000000.10101000.00000000.00000000

将其化为十进制得： 192.168.0.0

这便是上面 IP 的网络地址，主机地址以此类推。

如何计算子网数量？

这个问题大家会常常提到，还是从子网掩码入手，主要有两个步骤：

观察子网掩码的二进制形式，确定作为子网号的位数 n ；

子网数量为 2^n － 2 。（为什么减 2 ，继续往下看）

举个例子来说，比如有这样一个子网掩码： 255.255.255.224 其二进制为：

11111111.11111111.11111111.11100000

可见 n=3,2 的 3 次方为 8 ，说明子网地址可能有

如下 8 种情况：

000 001 010 011 100 101 110 111

但其中代表网络自身的 000 ；代表广播地址的 111 是被保留的，所以要减 2 。

如何计算总主机数量，子网内主机数量？

总主机数量＝子网数量×子网内主机数量

再用一个例子给大家说明，比如子网掩码为 255.255.255.224

上面的讨论知道它最多可以划分 6 个子网，那么每个子网内最多有多少个主机呢？其实上面我已经给大家算过了，由于网络被划分为 6 个子网，占用了主机号的前 3 位，且是 C 类地址，则主机号只能用 5 位来表示主机号，因此子网内的主机数量＝（ 2 的 5 次方）－ 2 ＝ 30.

因此通过这个子网掩码我们可以算出这个网络最多可以标识 6*30=180 个主机（可见，在化分子网后，整个网络所能标识的主机数量将减少）。

计算方式

由于子网掩码的位数决定于可能的子网数目和每个子网的主机数目。在定义子网掩码前，必须弄清楚本来使用的子网数和主机数目。

根据子网数

利用子网数来计算
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。

1)将子网数目转化为二进制来表示
2)取得该二进制的位数，为 N
3)取得该IP地址的类子网掩码，将其主机地址部分的前N位置1 即得出该IP地址划分子网的子网掩码。
如欲将B类IP地址168.195.0.0划分成27个子网：
1)27=11011
2)该二进制为五位数，N = 5
3)将B类地址的子网掩码255.255.0.0的主机地址前5位置1（B类地址的主机位包括后两个字节，所以这里要把第三个字节的前5位置1），得到 255.255.248.0
即为划分成27个子网的B类IP地址 168.195.0.0的子网掩码（实际上是划成了32-2=30个子网）。
这一段介绍的是旧标准下计算的方法，关于旧的标准后文在介绍，在新标准中则可以先将27减去1，因为计算机是从0开始计算的，从0到27实际上是有28个，所以说如果需要27个就需要将27减去1。

根据主机数

利用主机数来计算

1)将主机数目转化为二进制来表示
2)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，为 N，这里肯定N<8。如果大于254，则 N>8，这就是说主机地址将占据不止8位。
3)使用255.255.255.255来将该类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168.195.0.0划分成若干子网，每个子网内有主机700台：
1) 700=1010111100
2)该二进制为十位数，N = 10
3)将该B类地址的子网掩码255.255.0.0的主机地址全部置1，得到255.255.255.255
然后再从后向前将后10位置0,即为： 11111111.11111111.11111100.00000000
即255.255.252.0。这就是该欲划分成主机为700台的B类IP地址168.195.0.0的子网掩码。

参考：
http://baike.baidu.com/view/878.htm
http://blog.csdn.net/jason314/article/details/5447743