一首打油诗，搞定子网划分
開頭暴擊三個問題：
子網(wǎng)掩碼是什么？
IP 地址中的網(wǎng)絡地址和主機地址怎么區(qū)分？
子網(wǎng)劃分怎么劃、劃分后子網(wǎng)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(wǎng)絡如何大變小，劃分子網(wǎng)少不了。
子網(wǎng)到底怎么劃，文檔君來給你講。
想要子網(wǎng)數(shù)量多，主機支援不能少。
子網(wǎng)大小看情況，一劃再劃剛剛好。
子網(wǎng)劃分說的就是如何去劃分網(wǎng)絡，而在 IP 網(wǎng)絡中，無論網(wǎng)絡是否劃分，數(shù)據(jù)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(wǎng)絡上互相通信。因此，為了方便我們了解子網(wǎng)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(xiàn)階段的網(wǎng)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(wǎng)絡地址部分：用于標識主機所連接到的網(wǎng)絡，表示主機在互聯(lián)網(wǎng)中所屬的網(wǎng)絡。
主機地址部分：用于標識主機個體，表示主機屬于該網(wǎng)絡中的哪一臺主機。同時可以確定該網(wǎng)絡可以容納的主機數(shù)量。
網(wǎng)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(wǎng)絡數(shù) | IP 地址范圍（除去全 0 和全 1） | 單個網(wǎng)段的最大主機數(shù) |
|---|---|---|---|
| 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(wǎng)絡可以容納 2^24-2 個地址。如果僅通過 A、B、C 類網(wǎng)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(wǎng)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(wǎng)絡給占滿。
因此，對于一個 A 類網(wǎng)絡，我們實際上能夠分配出去的主機數(shù)是遠遠小于它能夠容納的主機數(shù)的，這就造成了 IP 資源的浪費。
為什么需要子網(wǎng)劃分
PART.02
為了解決這個問題，子網(wǎng)劃分閃亮登場。
子網(wǎng)劃分就像切蛋糕一樣就把網(wǎng)絡給從大化小，將大網(wǎng)絡劃分為多個小網(wǎng)絡，每個小網(wǎng)絡容納較少的主機數(shù)，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(wǎng)由路由器界定，并分配一個新的子網(wǎng)網(wǎng)絡地址，這就是子網(wǎng)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(wǎng)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(shù)來表示專業(yè)，就可以把這個大網(wǎng)絡進行拆分。
如 230110，23 還是表示年級，01 表示專業(yè)，10 表示該專業(yè)中的某個同學。這樣我們就可以把 23 這個年級（大網(wǎng)絡），拆分出 99 個專業(yè)（小網(wǎng)絡），每個專業(yè)可以容納 99 名同學（主機）。
通過借用兩位數(shù)，我們就把學號的結構從“年級 + 個體”，變?yōu)椤澳昙?+ 專業(yè) + 個體”，把數(shù)量龐大的 23 年級學子根據(jù)不同專業(yè)拆分成數(shù)量較小的團體。
同樣的，子網(wǎng)劃分也是通過借位，把 IP 地址的結構從“網(wǎng)絡地址部分 + 主機地址部分”，變?yōu)椤熬W(wǎng)絡地址部分 + 子網(wǎng)部分 + 主機地址部分”。
子網(wǎng)劃分的優(yōu)點：
減少廣播帶來的負面影響。隨著網(wǎng)絡變小，廣播域也隨之變小，可以減少網(wǎng)絡內不必要的廣播，提高網(wǎng)絡的傳輸性能。
節(jié)省 IP 地址資源。網(wǎng)絡與網(wǎng)絡之間并不能直接通信（需要通過路由器或網(wǎng)關），如果直接將一個 A 類網(wǎng)絡分配給一個企業(yè)內部使用，網(wǎng)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(wǎng)絡安全性。不同子網(wǎng)之間的地址不能直接通信，需要通過路由器或者網(wǎng)關才可以通信。因此網(wǎng)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(wǎng)絡出現(xiàn)問題時，相比于大網(wǎng)絡，小網(wǎng)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(qū)分地址的網(wǎng)絡部分和主機部分了。
因此要想把地址的網(wǎng)絡部分和主機部分區(qū)分開來，就要使用子網(wǎng)掩碼了。
子網(wǎng)掩碼是什么
PART.03
子網(wǎng)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(qū)分網(wǎng)絡地址部分和主機地址部分。
子網(wǎng)掩碼由“連續(xù)的 1 + 連續(xù)的 0”組成：
1 對應 IP 地址的網(wǎng)絡部分。
0 對應 IP 地址的主機部分。
子網(wǎng)部分的掩碼也為 1。
我們常常用子網(wǎng)掩碼中 1 的長度來表示子網(wǎng)掩碼的長度。
比如一個 C 類網(wǎng)絡 192.168.10.0，其前 24 位為網(wǎng)絡地址部分，后 8 位為主機地址部分，則子網(wǎng)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(wǎng)掩碼的長度計算：
不劃分子網(wǎng)，子網(wǎng)掩碼的長度 = 網(wǎng)絡地址部分的長度。
劃分子網(wǎng)，子網(wǎng)掩碼的長度 = 網(wǎng)絡地址部分的長度 + 子網(wǎng)部分的長度。
OK，子網(wǎng)掩碼輕松拿下，接下來我們就看看到底如何利用子網(wǎng)掩碼來劃分子網(wǎng)吧。
如何劃分子網(wǎng)
PART.04
子網(wǎng)劃分通過改變子網(wǎng)掩碼的長度來改變 IP 的網(wǎng)絡地址，通過借用 IP 地址的主機地址部分作為子網(wǎng)部分，把原來的網(wǎng)絡地址部分 + 主機地址部分，改為網(wǎng)絡地址部分 + 子網(wǎng)部分 + 主機地址部分，將一個標準的 IP 網(wǎng)絡劃分為多個子網(wǎng)絡。
舉個栗子
假設有一個 B 類網(wǎng)絡 128.168.0.0/16，默認的子網(wǎng)掩碼長度為 16 位。
我們借用主機地址部分的 2 位到子網(wǎng)部分，這樣，子網(wǎng)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(wǎng)部分就可將 128.168.0.0/16 這個網(wǎng)絡劃分為 4 個（2^x，x 為子網(wǎng)部分的長度）。
根據(jù) 2 位子網(wǎng)位取不同的值（00、01、10、11），就可以劃分出的 4 個子網(wǎng)：
128.168.0.0/18
128.168.64.0/18
128.168.128.0/18
128.168.192.0/18
每個子網(wǎng)可容納的主機數(shù)為 2^14-2。
上面的例子是將一個網(wǎng)絡均等劃分為多個網(wǎng)絡，但在實際應用中，每個網(wǎng)絡需要的主機數(shù)并不都是一致的。
比如公司有一個空閑的網(wǎng)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(wǎng)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(wǎng)絡就有很多 IP 資源被浪費。
因此我們可以把劃分后的子網(wǎng)再進一步劃分（劃分后的子網(wǎng)可容納的最大主機數(shù)需大于部門人數(shù)）：
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(wǎng)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(wǎng)，將網(wǎng)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(shù)：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(wǎng)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(wǎng)再劃分為 192.172.1.128/26 和 192.172.1.192/26 兩個子網(wǎng)，將網(wǎng)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(shù)：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(wǎng)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(wǎng)再劃分為 192.172.1.192/27 和 192.172.1.224/27 兩個子網(wǎng)，將網(wǎng)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(shù)：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(wǎng)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(wǎng)再劃分為 192.172.1.224/28 和 192.172.1.240/28 兩個子網(wǎng)，將網(wǎng)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(shù)：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(wǎng)下呢？
已知網(wǎng)絡地址 10.10.1.1/24，你能寫出它的子網(wǎng)掩碼嗎，假設該網(wǎng)絡被均等劃分，則該網(wǎng)絡被劃分為多少個子網(wǎng)呢？每個子網(wǎng)可以容納的主機數(shù)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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