概述

本文從與子網概念相關的考題入手，揭示子網掩碼的關鍵要素，包括子網劃分與子網掩碼的關系、有類和無類地址的區別、無類地址的起源和發展歷史，以及超網技術（CIDR）的應用。此外，文章將討論如何有效拆分子網和組建超網，并提供具體的子網劃分案例。

@HISTORY
大多人都知道，IP地址可以分為ABCDE，5類，準確的說這是有類地址描述，網絡位和子網位是固定的。無類地址是用掩碼來區分的，沒有固定的網絡位和主機位，可以根據需要來劃分。無類地址都是要帶掩碼的，有類地址的掩碼是固定的。通常在PC上進行IP地址配置時，倘若沒有配置掩碼，系統應該會根據有類地址的劃分范圍來確定它的有類類別，進而使用該類固有的掩碼！

子網的考題

關于子網劃分的題目在軟考中級考試中是較常見的，主要有兩個大類型，用如下幾個例子來說明。

1、將B類IP地址 168.195.0.0 劃分成 27個子網，求子網掩碼？

2、將B類IP地址 168.195.0.0 劃分成若干子網，每個子網內有700臺主機，求子網掩碼？

3、將C類IP地址192.168.1.0/8 劃分為2個子網為例，

需要注意的小眾現象是，上述4個地址，隸屬兩個子網，所有子網的子網掩碼都是 255.255.255.192 哦。

4、如欲將B類IP地址168.195.0.0、168.195.1.0、168.195.2.0 構成超網，求最小超網地址和子網掩碼地址？

其實上邊這個題，可以轉換成，將B類地址168.195.0.0拆分成0/1/2共計3個子網。超網可以粗暴的理解為，是網絡聚合的結果，通常用于減少路由表的大小，提高路由效率。上述3個地址聚合成的超網地址，可以記做 168.195.0.0/22，即公共前綴決定了超網地址的網絡部分，168.195.0000 00，主機地址部分 00 0000 0000。這個地方要要注意，如果只是說 168.195.0.0 是聚合后的超網地址，而不使用斜杠記法，是會產生歧義的。

5、分配給某公司網絡的地址塊是 210.115.192.0/20，該網絡可以被劃分為（16）個C類子網。
#答：C類地址，網絡地址24位，主機號 8bit，而題目中的地址塊其網絡地址是20位，主機號12bit。以網絡地址位數計算，上述地址的中后17-20bit，可以用來劃分2的4次方個子網。

子網掩碼的歷史

子網掩碼的概念是在 IP 地址方案進化過程中逐漸形成并應用的。先點明幾個主題，
1、子網和子網掩碼是不同的概念。
2、子網的概念剛出現那會，并不是通過子網掩碼來劃分子網的，后文有講。
3、超網技術/CIDR（無類域間路由）的出現，才引入了子網掩碼的概念。
4、CIDR中的斜杠記法的IP地址，可稱作無類地址，對比于早期的ABC等有類IP地址方案。

有/無類地址

在 IP 地址最初的設計中，并沒有子網掩碼的概念。最早的 IP 地址方案采用了有類表述（Classful Addressing）的方式，將 IP 地址劃分為 A 類、B 類、C 類等，每個類別有固定的網絡地址部分和主機地址部分。

隨著網絡規模的擴大和需求的增加，傳統的有類表述開始出現一些局限性，無法靈活地適應不同規模和需求的網絡。為了解決這些問題，CIDR（Classless Inter-Domain Routing）被引入到 IP 地址方案中，CIDR 引入了子網掩碼的概念，允許網絡管理員更靈活地劃分網絡、定義子網和分配 IP 地址。

形如 192.168.1.0 / 20 這種斜杠記法的IP地址，我們可以稱之為一個無類地址，或者說是一個CIDR地址。

子網劃分!=子網掩碼

子網劃分將一個單一的IP地址劃分成多個子網，以延緩大型網絡地址（主要是B類）的分配速度 。子網劃分從20世紀80年代提出以后的確起到了這個作用。但是到了20世紀90年代，子網劃分也就無法阻止B類網絡地址最后耗盡的趨勢。原因很簡單，B類地址只有一 萬六千多個。而人們在為中等大小的網絡申請地址時，更傾向于使用B類地址，并在其上進行子網劃分，以避免由于使用多個C類地址給網絡配置和管理帶來的不便。因此，B類地址分配的速度很快，而C類地址的分配速度則慢很多。為了解決B類地址空間緊張的問題，并充分利用C類地址空間（C類網絡的數量有2百多萬個），人們又提出了超網技術。

子網劃分的概念也是在演進的，這點在百科子網劃分的詞條中并沒有提及，但在百科超網的詞條中卻有提及，如上文。也就是說，20世紀90年代，隨著超網技術的提出，子網掩碼的概念才被引入，但10年前，子網的概念就已經存在了，只是那個時候不是用子網掩碼來劃分子網。在子網劃分技術流行而超網技術尚未提出的早期階段，網絡管理員可能會通過一些其他方式來表示不同的子網，而非使用子網掩碼：
一種常見的方法是通過網絡規劃和文檔記錄來表示不同的子網。網絡管理員可以在文檔中詳細描述每個子網的IP地址范圍、子網所屬的物理位置以及其他相關信息。通過這種方式，管理員可以清楚地了解每個子網的用途和范圍，雖然沒有使用子網掩碼。
另一種方法是通過物理隔離來表示不同的子網。在網絡設備配置和布線中，可以使用物理隔離來將不同的子網分開，以確保各個子網之間的獨立性和安全性。盡管沒有子網掩碼，但通過物理隔離可以有效地區分不同的子網。

超網技術/CIDR

超網(supernetting)是與子網類似的概念–IP地址根據子網掩碼被分為獨立的網絡地址和主機地址。但是，與子網把大網絡分成若干小網絡相反，它是把一些小網絡組合成一個大網絡–超網。而且，超網（supernetting），也稱無類別域間路由選擇（CIDR），就是前文我們提及的CIDR的概念，你沒看錯。百科中對于CIDR的特點的講述，我覺的很好，

期初我在讀到上文第一句話的時候，感覺有點別扭，想不明白，明明子網掩碼的概念是在CIDR中引入的，這里卻說"CIDR消除了劃分子網的概念"。但當我們理解了沒有子網掩碼也能劃分子網的時候，上述就不是問題了，反而是精妙的講述。隨著CIDR無類域間路由這一概念的提出，其引入子網掩碼的"機制"，劃分子網這個工作變的更加簡單了，而且超網與原來的子網的概念也通過子網掩碼達成了統一。

子網掩碼和路由

如上，子網掩碼是伴隨著CIDR的概念被引進的，CIDR可以直譯為"無類域間路由"。而所謂域間路由，是指不同的網絡域之間進行路由選擇和通信的過程。CIDR（Classless Inter-Domain Routing）引入子網掩碼的概念，是為了更有效地進行域間路由。通過子網掩碼，可以更精確地確定IP地址中的網絡地址部分和主機地址部分，從而實現更靈活的網絡劃分和路由選擇。
路由并不僅僅是不同子網之間的通信，它涵蓋了更廣泛的概念，其中最主要的是根據數據包的目的地址和路由表中的信息來選擇最佳的傳輸路徑。子網掩碼在路由中扮演重要的角色，幫助路由器識別網絡地址和主機地址，決定數據包的轉發方向。

在網絡中，路由的主要功能包括以下幾個方面：
決定數據包的最佳傳輸路徑：路由器根據目的地址和路由表中的信息選擇最佳路徑來轉發數據包，確保數據能夠準確、高效地到達目的地。網絡分割與連接：路由器可以將網絡劃分為不同的子網或不同的網絡域，同時通過路由協議連接這些子網，實現不同部分之間的通信。網絡通信的控制與管理：路由器可以根據設定的路由規則和策略來控制網絡通信的流量、優化數據傳輸路徑，并提高網絡的性能和安全性。

IP子網掩碼定義

千呼萬喚始出來，現在看起來挺簡單的一個概念，卻也是經過了多年的沉淀才終于形成。子網掩碼用于指示 IP 地址中哪部分是網絡地址，哪部分是主機地址，通過子網掩碼的定義，可以將 IP 地址進一步劃分為網絡地址和主機地址部分，實現更精細的網絡管理和地址分配。

子網掩碼，這篇百科寫的真心不錯！子網掩碼是一種用來指明一個IP地址的哪些位標識的是主機所在的子網，以及哪些位標識的是主機的位掩碼。子網掩碼不能單獨存在，它必須結合IP地址一起使用。子網掩碼只有一個作用，就是將某個IP地址劃分成網絡地址和主機地址兩部分。

網絡規劃

稍微來談一下，為什么要拆子網，為什么要組超網，以及在嵌入式或物聯網開發項目中的相關需求。

網絡規劃-拆子網

在網絡規劃中,進行子網劃分通常出現在以下幾種情況:
網絡規模較大:
當一個網絡中的設備數量很多時,使用單一的網絡將會導致廣播域過大,影響網絡性能。通過子網劃分可以將網絡劃分為多個較小的廣播域,提高網絡的效率和可管理性。
安全和隔離需求:
不同部門、不同功能的設備可能需要進行邏輯隔離,以提高網絡安全性。通過子網劃分可以將這些設備劃分到不同的子網中,限制它們之間的通信。
路由和管理需求:
子網劃分可以簡化網絡管理,例如配置路由器轉發規則、實現訪問控制等。不同的子網可以使用不同的IP地址段,方便管理和維護。
資源分配需求:
有時需要根據部門或功能劃分網絡資源,如帶寬、IP地址等。通過子網劃分,可以將這些資源合理地分配給不同的用戶群體。
如，某些部門可能對網絡帶寬有更高的需求,如視頻會議部門，通過子網劃分,可以將這些部門劃分到單獨的子網中,并為其分配更多的帶寬資源。
物理拓撲需求:
當網絡的物理布局比較分散時,子網劃分可以更好地反映網絡的物理結構,方便管理和維護。
總之,子網劃分是一種提高網絡可擴展性、可管理性和安全性的有效手段,應根據具體的網絡需求來確定是否需要進行子網劃分。

網絡規劃-組超網

在網絡規劃中，超網技術的應用通常出現在以下幾種情況：
路由表優化：
當網絡中存在大量的子網時，路由器的路由表可能會變得龐大且復雜。通過使用超網技術，可以將多個相鄰的子網合并為一個更大的網絡地址，從而顯著減少路由表的條目，提升路由器的性能和處理效率。
IP地址管理：
在IP地址資源緊張的情況下，超網技術可以有效地整合多個小的IP地址塊到一個更大的地址塊中。這種整合可以幫助網絡管理員更加靈活地分配和管理IP地址，避免地址浪費。
簡化網絡結構：
在大型企業或服務提供商的環境中，網絡通常會擴展到多個區域。通過超網技術，可以將這些區域的子網合并為一個超網，簡化網絡架構，降低管理的復雜性，使網絡設計更加清晰。
提高冗余和可靠性：
超網技術可以提高網絡的冗余性。在發生故障時，合并的超網可以通過其他路徑進行數據轉發，確保網絡的可靠性和穩定性。
支持動態路由協議：
在使用動態路由協議（如OSPF、EIGRP等）的網絡中，超網技術能夠幫助減少路由更新的頻率和范圍，提高路由收斂速度，確保網絡的快速響應。

子網劃分案例

某現場用于芯片測試的嵌入式分布式系統中，規定了每個集控端可以最多管理1000個測控端，且多個集控端與總控端之間存在通信，多個集控端之間盡量保持網絡隔離。為了滿足上述要求，一個可行的系統級別的IP地址規劃方案如下：

以B類IP地址191.191.0.0 來劃分若干子網，每個子網1024個主機，則子網掩碼位數是22位，記做191.191.0.0/22，可以劃分出2的6次方個子網，選擇子網號1使用。則：
子網掩碼：
11111111 11111111 11111100 00000000
十進制點分IP地址
255.255.252.0

若使用子網號1，則：
該子網網絡地址為191.191.4.0，
該子網廣播地址，191.191.7.255，
該子網的首個主機地址，191.191.4.1

區分于其他特殊IP地址

當你已知一個IP地址，只需要再知道其子網掩碼，就可以計算出該地址對應的廣播地址和網絡地址。舉個例子直觀感受下，
已知一個C類的IP地址192.168.1.1，可得子網掩碼是255.255.255.0，網絡地址是192.168.1.0，廣播地址192.168.1.255。
我們再強調一次子網掩碼的概念。子網掩碼是一個與IP地址配合使用的32位掩碼，用于指示IP地址中的網絡地址部分和主機地址部分。子網掩碼中的“1”表示網絡地址部分，而“0”表示主機地址部分。通過子網掩碼，可以確定一個IP地址中的網絡地址和主機地址的劃分情況。

IP地址和網絡地址

IP地址：
IP地址（Internet Protocol Address）是分配給網絡中每個設備的唯一標識符，用于在網絡上進行通信。IP地址通常以四個十進制數字（IPv4）或八個十六進制數字（IPv6）表示。它是設備在網絡上的地址，能夠確定設備的位置。
網絡地址：
網絡地址是IP地址的一部分，通常指的是一個特定網絡的標識符。它用于標識一個網絡段或子網，可以看作是一個IP地址的“網絡部分”。網絡地址通常通過IP地址和子網掩碼的結合來確定，例如，IP地址 192.168.1.10 與子網掩碼 255.255.255.0 結合后，得出的網絡地址是192.168.1.0。

子網掩碼和網絡地址

漢字博大精深，網絡地址這幾個字的含義可大可小。但通常我們說網絡地址這個詞，是指子網地址（或超網地址），即IP地址中的網絡部分，用于標識特定的子網。網絡地址幫助網絡設備確定數據包應該被發送到哪個子網，以便最終到達目標主機。
在CIDR表示法中，網絡地址通常是一個IP地址和一個前綴長度的組合，例如192.168.1.0/24。這個表示法中，前面的IP地址部分表示網絡地址，后面的前綴長度表示網絡地址部分的位數。
其實基于這種斜杠記法的IP地址，單就網絡地址的表達，192.168.1.0/24 和 192.168.1.1/24 和 192.168.1.100 /24 的含義是一致的，后兩個無類IP地址，也能計算出網絡地址是 192.168.1.0。但通常情況下，我們在表示上述網絡地址的概念的時候，會把地址主機號部分置零。另外我們也要注意到，如果我們只是寫192.168.1.0 這么個IP地址，而不標識子網掩碼，那么其含義是不夠清晰的，因為會有192.168.1.0/24，但也會有 192.168.1.0/16 等可能，所以不要偷懶哈。

子網掩碼和廣播地址

要注意，廣播地址不是子網掩碼，也不是網絡地址。廣播地址的特點是：網絡地址部分與實際網絡地址相同，主機地址部分全部為 1。例如，對于 191.191.4.0/22 的子網來說：網絡地址為 191.191.4.0，廣播地址為 191.191.7.255。

子網掩碼：

子網間的通信

不同子網之間的通信，需要路由器才能進行。相關整理未發布。

其他

就這樣吧！