IP子网的划分

首先可以看下思维导图，以便更好的理解接下来的内容。

一、子网掩码

1. 产生背景

在网络规划中，使用自然分类来划分网络规模可能导致大量IP地址的浪费。由于IPv4地址资源已经耗尽，寻找更有效的地址分配方案变得至关重要。

2. 定义

子网掩码是一个由32位连续的1或0组成的掩码，用来衡量IP地址中网络位的长度。其中，1对应网络位，0对应主机位。

3. 分类

• 主类掩码：这种掩码与自然分类方法相符，但会造成IP地址的浪费。
• 可变长子网掩码（VLSM）：通过增加掩码长度，将一个大网段划分为多个子网，实现更灵活的地址分配。
  

• 无类域间路由（CIDR）：通过缩短子网掩码，将多个较小网段聚合成一个更大的网段，提高路由表的效率。

二、VLSM算法

1. 得出下列参数

为了进行VLSM子网划分，需要计算以下参数：

• 掩码借位数：将原掩码中的0变为1的位数。
• 掩码剩余位数。
• 本段掩码剩余位数。

2. 计算划分结果

根据计算得到的参数，可以进行如下计算：

• 子网数：$2^{(借位数)}$
• 每个子网可用IP地址数：$2^{(剩余位数)}-2$
• 每两个子网的间隔位数：$2^{(本段剩余位数)}$

3. 举例子计算

举例：
8.130.45.215/20
0000 1000,1000 0010,0010 1101,1101 0111
看20他是属于那个地方，20是属于45的部分，将45转化成为二进制为00101101，前四位为固定值，因为在二进制取了4位，那么固定值就是0010 剩余位都是0为网络地址，剩余位都是1为广播地址
网络地址：0000 1000,1000 0010,0010 0000，0000 0000转化为十进制那么网络地址就是8.130.32.0
广播地址：0000 1000,1000 0010,0010 1111，1111 1111转化为十进制那么广播地址就是8.130.47.255
因为8.130.45.215为A类地址所以是借位数为20-8=12
子网数：2^借位数12=4096
每个子网有多少IP地址：2^剩余位数（32-20）=4096
每个子网有多少可用IP：4096-2=4094
子网范围：
8.0.0.0-8.0.15.255
8.0.16.0-8.0.31.255
…
8.255.240.0-8.255.255.255

举例：
192.168.197.100/28
1100 0000，1010 1000，1100 0101，0100 0100
看28在那个位置，28属于100的部分，将100转化为二进制0100 0100，前两位为固定值，因为在二进制取了4位，那么固定值就是0100，剩余位数都是0为网络地址，剩余位都是1为广播地址
网络地址：1100 0000，1010 1000，1100 0101，0100 0000转化为十进制那么网络地址就是：192.168.197.64
广播地址：1100 0000，1010 1000，1100 0101，0100 1111转化为十进制那么广播地址就是：192.168.197.79
因为192.168.197.100为C类IP地址所以是借位数是28-24=4
子网数：2^借位数4=16
每个子网有多少IP地址：2^剩余位数（32-28）=16
每个子网可用IP：16-2=14
子网范围：
192.168.197.0-192.168.197.15
192.168.197.16-192.168.167.31
…
192.168.197.240-192.168.197.255

三、常见子网划分对应关系

子网掩码：25，对应255.255.255.128，可用地址：126个。
子网掩码：26，对应255.255.255.192，可用地址：62个。
子网掩码：27，对应255.255.255.224，可用地址：30个。
子网掩码：28，对应255.255.255.240，可用地址：14个。
子网掩码：29，对应255.255.255.248，可用地址：6个。
子网掩码：30，对应255.255.255.252，可用地址：2个。
子网掩码：31，对应255.255.255.254，可用地址：2个（适用于PPP链路）。
子网掩码：32，对应255.255.255.255，可用地址：1个（适用于设备的Loopback接口）。

通过这些常见子网划分对应关系，可以更好地规划IP地址的分配。

四、练习

IP编址

题目

192.168.1.100/28

172.16.0.58/26

25.83.149.222/25

100.100.243.18/20

10.100.100.100/10

需求

每题分别计算

网络地址：

广播地址：

子网数：

每子网主机数：

每子网可用主机数：

子网范围：

解题

1. 192.168.1.100/28

每题分别计算

网络地址：192.168.1.96

广播地址：192.168.1.111

子网数：2^借位数=24=16

每子网主机数：2^剩余位2(32-28)=16

每子网可用主机数：14

子网范围：

192.168.1.0-192.168.1.15

192.168.1.16-192.168.1.31

192.168.1.32-192.168.1.47

192.168.1.48-192.168.1.63

192.168.1.64-192.168.1.79

192.168.1.80-192.168.1.95

192.168.1.96-192.168.1.111

192.168.1.112-192.168.1.127

192.168.1.128-192.168.1.143

192.168.1.144-192.168.1.159

192.168.1.160-192.168.1.175

192.168.1.176-192.168.1.191

192.168.1.192-192.168.1.207

192.168.1.208-192.168.1.223

192.168.1.224-192.168.1.239

192.168.1.240-192.168.1.255

2. 172.16.0.58/26

每题分别计算

网络地址：172.16.0.0

广播地址：172.16.0.63

子网数：2^借位数10=1024

每子网主机数：2^剩余位数=64

每子网可用主机数：62

子网范围：172.16.0.0-172.16.0.63

172.16.0.64-127.16.0.127

…

172.16.255.192-172.16.255.255

3. 25.83.149.222/25

每题分别计算

网络地址：25.83.149.128

广播地址：25.83.149.255

子网数：2^借位数17=131072

每子网主机数：2^剩余位数（32-25）=128

每子网可用主机数：126

子网范围：25.0.0.0-15.0.0.127

25.0.0.128.0-25.0.0.255

…

25.255.255.128-25.255.255.255

4. 100.100.243.18/20

每题分别计算

网络地址：100.100.240.0

广播地址：100.100.255.255

子网数：2^借位数12=4096

每子网主机数：2^剩余位（32-20）4096

每子网可用主机数：4094

子网范围：100.0.0.0-100.0.15.255

100.0.16.0-100.0.31.255

…

100.255.240.0-100.255.255.255

5. 10.100.100.100/10

每题分别计算

网络地址：10.64.0.0

广播地址：10.127.255.255

子网数：2^借位数=4

每子网主机数：2^剩余位数=4194304

每子网可用主机数：4194302

子网范围：10.0.0.0-10.63.255.255.255

10.64.0.0-10.127.255.255

10.128.0.0-10.191.255.255

10.192.0.0-10.255.255.255

如有不详或错误，敬请指出。