一首打油诗，搞定子网划分
開頭暴擊三個問題：
子網掩碼是什么？
IP 地址中的網絡地址和主機地址怎么區分？
子網劃分怎么劃、劃分后子網可以容納多少主機？
如果能快速的給出答案，文檔君會佩服至極！
如果有些小伙伴和文檔君一樣，有那么一絲絲的猶豫，那就不能錯過今天的文章！
網絡如何大變小，劃分子網少不了。
子網到底怎么劃，文檔君來給你講。
想要子網數量多，主機支援不能少。
子網大小看情況，一劃再劃剛剛好。
子網劃分說的就是如何去劃分網絡，而在 IP 網絡中，無論網絡是否劃分，數據包的尋址都是通過 IP 地址來進行的，通過 IP 地址，我們才能在網絡上互相通信。因此，為了方便我們了解子網劃分，我們先來簡單回顧一下 IP 地址吧。
IP 地址的分類
PART.01
我們常見的 IP 地址主要是兩個版本：IPv4 和 IPv6，現階段的網絡主體仍然是 IPv4，因此我們這里介紹的 IP 地址主要也是 IPv4。
IP 地址通常被分為以下兩個部分：
網絡地址部分：用于標識主機所連接到的網絡，表示主機在互聯網中所屬的網絡。
主機地址部分：用于標識主機個體，表示主機屬于該網絡中的哪一臺主機。同時可以確定該網絡可以容納的主機數量。
網絡 ID 的不同將 IP 地址分為五種類型：A、B、C、D 和 E 類。其中 A、B、C 類可分配給普通用戶使用，D 類為組播地址，E 類為保留地址。
| 類型 | 最大網絡數 | IP 地址范圍（除去全 0 和全 1） | 單個網段的最大主機數 |
|---|---|---|---|
| A 類 | 126（2^7-2） | 10.0.0.1~127.255.255.254 | 16777214（2^24-2） |
| B 類 | 16384（2^14） | 128.0.0.1~191.255.255.254 | 65534（2^16-2） |
| C 類 | 2097512（2^21） | 192.0.0.1~223.255.255.254 | 254（2^8-2） |
通過對 IP 地址的了解，我們知道一個 A 類網絡可以容納 2^24-2 個地址。如果僅通過 A、B、C 類網絡來劃分地址的話，很容易造成 IP 資源的浪費和管理的困難。
比如把一個 A 類網絡的地址都分配出去，這么多主機都處于同一個廣播域下，主機之間且不說互相通信，光是廣播通信就能夠把網絡給占滿。
因此，對于一個 A 類網絡，我們實際上能夠分配出去的主機數是遠遠小于它能夠容納的主機數的，這就造成了 IP 資源的浪費。
為什么需要子網劃分
PART.02
為了解決這個問題，子網劃分閃亮登場。
子網劃分就像切蛋糕一樣就把網絡給從大化小，將大網絡劃分為多個小網絡，每個小網絡容納較少的主機數，這樣就能避免大量的主機都處于同一廣播域下。劃分后的每個子網由路由器界定，并分配一個新的子網網絡地址，這就是子網劃分。
舉個栗子
像學號 230010，23 表示年級，0010 表示 23 級里的某個同學個體。
這就像是劃分前的 IP 地址，23 相當于一個大網絡，里面可以存放 9999 臺主機。然而當我們對這個學號進行劃分，借用個體的兩位數來表示專業，就可以把這個大網絡進行拆分。
如 230110，23 還是表示年級，01 表示專業，10 表示該專業中的某個同學。這樣我們就可以把 23 這個年級（大網絡），拆分出 99 個專業（小網絡），每個專業可以容納 99 名同學（主機）。
通過借用兩位數，我們就把學號的結構從“年級 + 個體”，變為“年級 + 專業 + 個體”，把數量龐大的 23 年級學子根據不同專業拆分成數量較小的團體。
同樣的，子網劃分也是通過借位，把 IP 地址的結構從“網絡地址部分 + 主機地址部分”，變為“網絡地址部分 + 子網部分 + 主機地址部分”。
子網劃分的優點：
減少廣播帶來的負面影響。隨著網絡變小，廣播域也隨之變小，可以減少網絡內不必要的廣播，提高網絡的傳輸性能。
節省 IP 地址資源。網絡與網絡之間并不能直接通信（需要通過路由器或網關），如果直接將一個 A 類網絡分配給一個企業內部使用，網絡內就算剩余很多的 IP 地址資源，也不能再劃分給其他用戶使用，這就造成 IP 地址資源的浪費。
提高網絡安全性。不同子網之間的地址不能直接通信，需要通過路由器或者網關才可以通信。因此網絡越小，入侵的途徑越少，安全性也就相對越高。
便于維護和管理。當網絡出現問題時，相比于大網絡，小網絡的排查范圍更小，因此也更容易維護。
由于拆分后的 IP 地址就無法通過簡單的判斷該地址為 A 類地址或 B 類地址，來區分地址的網絡部分和主機部分了。
因此要想把地址的網絡部分和主機部分區分開來，就要使用子網掩碼了。
子網掩碼是什么
PART.03
子網掩碼需要跟 IP 地址配合使用，它跟 IP 地址一樣是一個 32 位地址，可以屏蔽 IP 地址的一部分以區分網絡地址部分和主機地址部分。
子網掩碼由“連續的 1 + 連續的 0”組成：
1 對應 IP 地址的網絡部分。
0 對應 IP 地址的主機部分。
子網部分的掩碼也為 1。
我們常常用子網掩碼中 1 的長度來表示子網掩碼的長度。
比如一個 C 類網絡 192.168.10.0，其前 24 位為網絡地址部分，后 8 位為主機地址部分，則子網掩碼的前 24 位為 1，后 8 位為 0，經過二進制轉換為十進制即為 255.255.255.0。
子網掩碼的長度計算：
不劃分子網，子網掩碼的長度 = 網絡地址部分的長度。
劃分子網，子網掩碼的長度 = 網絡地址部分的長度 + 子網部分的長度。
OK，子網掩碼輕松拿下，接下來我們就看看到底如何利用子網掩碼來劃分子網吧。
如何劃分子網
PART.04
子網劃分通過改變子網掩碼的長度來改變 IP 的網絡地址，通過借用 IP 地址的主機地址部分作為子網部分，把原來的網絡地址部分 + 主機地址部分，改為網絡地址部分 + 子網部分 + 主機地址部分，將一個標準的 IP 網絡劃分為多個子網絡。
舉個栗子
假設有一個 B 類網絡 128.168.0.0/16，默認的子網掩碼長度為 16 位。
我們借用主機地址部分的 2 位到子網部分，這樣，子網掩碼就有 18 位（255.255.192.0），相對的主機位就變成 14 位。
通過長度為 2 的子網部分就可將 128.168.0.0/16 這個網絡劃分為 4 個（2^x，x 為子網部分的長度）。
根據 2 位子網位取不同的值（00、01、10、11），就可以劃分出的 4 個子網：
128.168.0.0/18
128.168.64.0/18
128.168.128.0/18
128.168.192.0/18
每個子網可容納的主機數為 2^14-2。
上面的例子是將一個網絡均等劃分為多個網絡，但在實際應用中，每個網絡需要的主機數并不都是一致的。
比如公司有一個空閑的網段 192.172.1.0/24。部門 A 有 123 人、部門 B 有 60 人、部門 C 有 30 人，部門 D 只有 10 人，那么把網絡以部門 A 的標準來分配的話，分配給部門 B、部門 C、部門 D 的網絡就有很多 IP 資源被浪費。
因此我們可以把劃分后的子網再進一步劃分（劃分后的子網可容納的最大主機數需大于部門人數）：
部門 A 需要主機位：2^n-2≥123 ? n=7（n 為主機位的長度），由此，主機地址部分可分 1 位到子網位，剩余 7 位作為主機位即可。
如下圖，將 192.172.1.0/24 劃分為 192.172.1.0/25 和 192.172.1.128/25 兩個子網，將網絡 192.172.1.0/25 劃分給部門 A 使用，IP 地址范圍為 192.172.1.1~192.172.1.126（可容納主機數：126）。
部門 B 需要主機位：2^n-2≥60 ? n=6（n 為主機位的長度），由此，主機地址部分可分 2 位到子網位，剩余 6 位作為主機位即可。
如下圖，將 192.172.1.128/25 這個子網再劃分為 192.172.1.128/26 和 192.172.1.192/26 兩個子網，將網絡 192.172.1.128/26 劃分給部門 B 使用，IP 地址范圍為 192.172.1.129~192.172.1.190（可容納主機數：62）。
部門 C 需要主機位：2^n-2≥30 ? n=5（n 為主機位的長度），由此，主機地址部分可分 3 位到子網位，剩余 5 位作為主機位即可。
如下圖，將 192.172.1.192/26 這個子網再劃分為 192.172.1.192/27 和 192.172.1.224/27 兩個子網，將網絡 192.172.1.192/27 劃分給部門 C 使用，IP 地址范圍為 192.172.1.193~192.172.1.222（可容納主機數：30）。
部門 D 需要主機位：2^n-2≥10 ? n=4（n 為主機位的長度），由此，主機地址部分可分 4 位到子網位，剩余 4 位作為主機位即可。
如下圖，將 192.172.1.224/27 這個子網再劃分為 192.172.1.224/28 和 192.172.1.240/28 兩個子網，將網絡 192.172.1.224/28 劃分給部門 D 使用，IP 地址范圍為 192.172.1.225~192.172.1.238（可容納主機數：14）。
小試牛刀
TEST
今天的介紹就到這里啦，不知道小伙伴們是否有收獲呢？讓我們來驗證一下
兩個 IP 地址 128.168.224.16/18 和 128.168.192.16/18 是否在同一子網下呢？
已知網絡地址 10.10.1.1/24，你能寫出它的子網掩碼嗎，假設該網絡被均等劃分，則該網絡被劃分為多少個子網呢？每個子網可以容納的主機數為多少呢？
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總結
以上是生活随笔為你收集整理的一首打油诗，搞定子网划分的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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