计算机网络 —— 网络层（子网掩码和子网划分）

我们今天来看子网掩码和子网划分：

网络地址转换NAT

网络地址转换（Network Address Translation, NAT）是一种在IP网络中修改数据包的网络地址信息的技术，主要用于将私有（内部）IP地址转换为公有（外部）IP地址，或者反之，从而实现私有网络与公共互联网之间的通信。NAT技术对于缓解IPv4地址短缺问题起到了关键作用，同时也增加了网络的安全性，因为它隐藏了内部网络的真实IP配置。

子网掩码和子网划分

假设我们现在有一片网络：

现在我们想把这片网络拆分成三个子网：
我们子网1用原来的IP地址：

现在我有一个投机取巧的方法，我可以把原来的IPv4中的一些位数拿出来作为子网的IP：


现在有一个问题：分类地址中有多少位来作为子网号了呢？

这就是子网掩码的功能了：

子网掩码（Subnet Mask）是一个32位的二进制序列，通常以点分十进制的形式表示，与IP地址一起使用来确定网络地址和主机地址的部分。它的主要功能是将IP地址划分为两部分：网络部分（Network ID）和主机部分（Host ID）。这样做可以将大的网络划分为更小的子网，提高IP地址的使用效率，并且便于网络的管理和路由。
子网掩码中的每一个位与IP地址中的对应位进行逻辑与运算（AND operation）。子网掩码中的“1”表示对应的IP地址位是网络部分，“0”表示主机部分。例如，一个常见的子网掩码255.255.255.0（或其二进制形式11111111.11111111.11111111.00000000）意味着前24位用于网络部分，后8位用于主机部分。
通过改变子网掩码，网络管理员可以灵活地创建不同大小的子网，适应不同规模的网络需求。例如，使用子网掩码255.255.255.128可以将一个C类网络进一步划分为两个较小的子网。
此外，子网掩码还帮助设备识别哪些设备位于同一个子网内，哪些不在。对于同一子网内的设备间通信，可以直接通过局域网进行，而不需要通过路由器；对于跨子网的通信，则需要通过路由器来完成。

举个例子

第一步：看类型

以218开头，说明是一个C类的IP地址，C类IP地址前24位为网络号，后面8位为主机号：

第二步：从主机号开始比对

然后我们看对应的子网掩码：

有3个255，说明前24位都是网络号，我们看最后一个128，展开为8位：

第三步：去头去尾

这里注意一下，主机号全为0为网络地址，全为1为广播地址，不参与统计的个数：


这里有一道练习题，大家可以做一下：

还有一道考研真题：