子網

我們知道在Internet中廣泛使用的TCP/IP協議就是利用IP地址來區別不同的主機的。如果你曾經進行過TCP/IP協議設置，那麼你一定會遇到子網掩碼(Subnet mask)這一名詞，那麼你知道什麼是子網掩碼嗎？它有什麼作用呢？

我們知道IP地址是一個4字節（共32bit）的數字，被分為4段，每段8位二進制數，段與段之間用句點分隔。為了便於表達和識別，IP地址是以十進制形式表示的如210.52.207.2，每段所能表示的十進制數最大不超過255。IP地址由兩部分組成，即網絡號（Network ID）和主機號（Host ID）。網絡號標識的是Internet上的一個網絡，而主機號標識的是該網絡中的某台主機。網絡地址分解成兩個域後，帶來了一個重要的優點：IP數據包從網際上的一個網絡到達另一個網絡時，選擇路徑可以基於網絡而不是主機。在大型的網際中，這一點優勢特別明顯，因為路由表中只存儲網絡信息而不是主機信息，這樣可以大大簡化路由表。

IP地址根據網絡號和主機號的數量而分為A、B、C三類：IP地址用二進制來表示，每個IP地址長32bit，比特換算成字節，就是4個字節。例如一個採用二進制形式的IP地址是“00001010000000000000000000000001”，這麼長的地址，人們處理起來也太費勁了。為了方便人們的使用，IP地址經常被寫成十進制的形式，中間使用符號“.”分開不同的字節。於是，上面的IP地址可以表示為“10.0.0.1”。IP地址的這種表示法叫做“點分十進制表示法”，這顯然比1和0容易記憶得多。

A類IP地址：用可變的7位（bit）來標識網絡號，可變的24位標識主機號，最前面一位為"0"，即A類地址的第一段取值介於1～126之間。A類地址通常為大型網絡而提供，全世界總共只有126個A類網絡，每個A類網絡最多可以連接16777214台主機。

B類IP地址：用可變的14位來標識網絡號，可變的16位標識主機號，前面兩位是"10"。B類地址的第一段取值介於128～191之間(網絡號不能以數字127開頭，數字127是專門保留給診斷用的，如127.0.0.1是回送地址，用於迴路測試），第一段和第二段合在一起表示網絡號。B類地址適用於中等規模的網絡，全世界大約有16000個B類網絡，每個B類網絡最多可以連接65534台主機。

C類IP地址：用可變的21位來標識網絡號，可變的8位標識主機號，前面三位是"110"。C類地址的第一段取值介於192～223之間，第一段、第二段、第三段合在一起表示網絡號。最後一段標識網絡上的主機號。C類地址適用於校園網等小型網絡，每個C類網絡最多可以有254台主機。

從上面的介紹我們知道，IP地址是以網絡號和主機號來表示網絡上的主機的，只有在一個網絡號下的計算機之間才能“直接”互通，不同網絡號的計算機要通過網關（Gateway）才能互通。但這樣的劃分在某些情況下顯得並不十分靈活。為此IP網絡還允許劃分成更小的網絡，稱為子網（Subnet），這樣就產生了子網掩碼。子網掩碼的作用就是用來判斷任意兩個IP地址是否屬於同一子網絡，這時只有在同一子網的計算機才能"直接"互通。那麼怎樣確定子網掩碼呢？

前面講到IP地址分網絡號和主機號，要將一個網絡劃分為多個子網，因此網絡號將要佔用原來的主機位，如對於一個C類地址，它用24位來標識網絡號，要將其劃分為2個子網則需要佔用1位原來的主機標識位。此時網絡號位變為25位，主機標示變為7位。同理借用2個主機位則可以將一個C類網絡劃分為4個子網……那計算機是怎樣才知道這一網絡是否劃分了子網呢？這就可以從子網掩碼中看出。子網掩碼和IP地址一樣有32bit，確定子網掩碼的方法是其與IP地址中標識網絡號的所有對應位都用"1"，而與主機號對應的位都是"0"。如分為2個子網的C類IP地址用25位來標識網絡號，則其子網掩碼為：11111111 11111111 11111111 10000000即255.255.255.128。於是我們可以知道，A類地址的缺省子網掩碼為255.0.0.0,B類為255.255.0.0,C類為255.255.255.0。下表是C類地址子網劃分及相關子網掩碼：

子網位數 　子網掩碼 　主機數 可用主機數

1 　255.255.255.128 　128 　 126

2 　255.255.255.192　 64 　 62

3 　255.255.255.224 　32 　 30

4 　255.255.255.240 　16 　14

5　 255.255.255.248 　8 　 6

6 　255.255.255.252 　4　 　 2

你可能注意到上表分了主機數和可用主機數兩項，這是為什麼呢？因為當地址的所有主機位都為"0"時，這一地址為子網的網絡地址，而當所有主機位都為"1"時為廣播地址。

同時我們還可以使用可變長掩碼（VLSM）就是指一個網絡可以用不同的掩碼進行配置。這樣做的目的是為了使把一個網絡劃分成多個子網更加方便。在沒有VLSM的情況下，一個網絡只能使用一種子網掩碼，這就限制了在給定的子網數目條件下主機的數目。例如你被分配了一個C類地址，網絡號為192.168.10.0,而你現在需要將其劃分為三個子網,其中一個子網有100台主機,其餘的兩個子網有50台主機。我們知道一個C類地址有254個可用地址，那麼你如何選擇子網掩碼呢？從上表中我們發現，當我們在所有子網中都使用一個子網掩碼時這一問題是無法解決的。此時VLSM就派上了用場，我們可以在100個主機的子網使用255.255.255.128這一掩碼，它可以使用192.168.10.0到192.168.10.127這128個IP地址，其中可用主機號為126個。我們再把剩下的192.168.10.128到192.168.10.255這128個IP地址分成兩個子網，子網掩碼為255.255.255.192。其中一個子網的地址從192.168.10.128到192.168.10.191,另一子網的地址從192.168.10.192到192.168.10.255。子網掩碼為255.255.255.192每個子網的可用主機地址都為62個，這樣就達到了要求。可以看出合理使用子網掩碼，可以使IP地址更加便於管理和控制。

TCP/IP協議 子網掩碼