一、子網(wǎng)掩碼
子網(wǎng)掩碼是一種用來指明一個 IP 地址的哪些標識是主機所在的子網(wǎng)，以及哪些位標識的是主機的位掩碼。
子網(wǎng)掩碼只有一個作用，就是將某個 IP 地址劃分成網(wǎng)絡(luò)地址和主機地址兩部分。
子網(wǎng)掩碼書寫規(guī)則：與二進制 IP 地址相同，子網(wǎng)掩碼由1和0組成，且1和0分別連續(xù)。子網(wǎng)掩碼的長度也是32位，左邊是網(wǎng)絡(luò)位，用二進制數(shù)字“1”表示，1的數(shù)目等于網(wǎng)絡(luò)位的長度；右邊是主機位，用二進制數(shù)字“0”表示，0的數(shù)目等于主機位的長度。
C 類網(wǎng)絡(luò)（192.0.0.0~233.255.255.255）的組成結(jié)構(gòu)是24+8，即前24位表示網(wǎng)絡(luò)地址，后8位表示主機地址，此時的主機數(shù)是：2^8-2=254（因為主機號全為1時表示該網(wǎng)絡(luò)廣播地址，全為0時表示該網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)號，這是兩個特殊地址）。
C 類網(wǎng)絡(luò)默認掩碼是24位：255.255.255.0（/24），寫成二進制就是（111111111.11111111.111111111.00000000）。
示例一
比如說我們公司的辦公電腦，其 IP 都是192.168.12.xxx。這些 IP 全都是在一個網(wǎng)段內(nèi)，沒有劃分子網(wǎng)，那么我們這些 IP 的掩碼就是24位。
現(xiàn)在有一個需求：我們公司有6個部門，要求這些部門分別屬于一個子網(wǎng)。
那么我們需要有6（23﹥6）個子網(wǎng)，這時候需要從主機地址的的高位借3位作為子網(wǎng)地址，這樣可以得到8個子網(wǎng)絡(luò)（多出的2個可以留作備用），子網(wǎng) ID 是：000、001、010、011、100、101、110、111；此時我們的子網(wǎng)掩碼就變成了255.255.255.224，寫成二進制就是（11111111.1111111111.11111111.11100000）。此時每個子網(wǎng)就只有主機數(shù)2^5-2=30個。
計算
題：將 B 類網(wǎng)絡(luò)130.1.0.0/16劃分為32個子網(wǎng)，劃分后的每個子網(wǎng)包含的可用主機數(shù)地址為多少？寫出第1個子網(wǎng)（從小到大的順序）的子網(wǎng)掩碼和可用主機地址范圍。
注意：B類網(wǎng)絡(luò)的 IP 地址是16+16的結(jié)構(gòu)，即前16位表示網(wǎng)絡(luò)地址，后16位表示主機地址。
分析：
1、要劃分出32個子網(wǎng)，需要從主機位借5位作為新的子網(wǎng)位。每個子網(wǎng)的主機位是16-5=11位。每個子網(wǎng)支持的可用主機地址數(shù)是：2^11-2=2046。
2、子網(wǎng)劃分如下：
130.1.00000 000.0劃分的32個子網(wǎng)如下：
130.1.00000 000.0
130.1.00001 000.0
130.1.00010 000.0
130.1.***** 000.0
130.1.11111 000.0
主機號全為0的地址就是網(wǎng)絡(luò)地址。這里后面11位是主機號，全部置為0，前面21位的組合就是網(wǎng)絡(luò)地址。
每個子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)號為16+5=21，子網(wǎng)掩碼為：
- 11111111 11111111 11111000 00000000 ---二進制寫法
- 255.255.248.0 --- 點分十進制寫法
- /21 --- 前綴法
從小到大順序，第1個子網(wǎng)為：
130.1.00000 000.0/21
這個子網(wǎng)最小可用 IP 地址為：130.1.00000 000.00000001
即：130.1.0.1
全 0 IP 不可用。
這個子網(wǎng)最大可用 IP 地址為：130.1.00000 111.11111110
即：130.1.7.254
全 1 IP 不可用。
二、可變長子網(wǎng)掩碼
上面示例一劃分子網(wǎng)的方式，會有一個問題，就是每一個子網(wǎng)所支持的主機數(shù)都是一樣的，即每一個子網(wǎng)都支持有30個。但是如果我們的部門有一個部門需要40臺主機，一個部門只需要10臺主機。該如何解決這個問題呢？此時就需要可變長子網(wǎng)掩碼。
下面舉一個示例說明這個問題：
示例二
某單位 IP 地址需求數(shù)如下表所示，給定地址192.168.1.0/24，按照可變長子網(wǎng)掩碼的設(shè)計思想，部門3的子網(wǎng)掩碼為（）。
A、255.255.255.128
B、255.255.255.192
C、255.255.255.224
D、255.255.255.240
| 二級單位名稱 | IP 地址需求數(shù) |
|---|---|
| 部門1 | 100 |
| 部門2 | 50 |
| 部門3 | 30 |
| 部門4 | 10 |
| 部門5 | 10 |
分析：
題中一共有5個部門，如果是常規(guī)的劃分子網(wǎng)的方法，需要向主機位借3位，這樣可以劃分的子網(wǎng)數(shù)為23個。
主機位還剩5位，此時每一個子網(wǎng)支持的 IP 數(shù)為2^5-2=30。顯然是不符合部門1和部門2的需求的。所以我們需要使用可變長子網(wǎng)掩碼的方法劃分子網(wǎng)。
部門1：
只需要從主機位借1位，此時主機位還剩7位，滿足的 IP 數(shù)是2^7-2=124。這樣就滿足了部門1。
部門2：
需要50個 IP 地址，那么主機數(shù)至少是6位（2^6-2=62>50),所以需要從主機位借2位做網(wǎng)絡(luò)位。
部門3：
需要30個 IP 地址，那么主機數(shù)至少是5位（2^5-2=30）,所以需要從主機位借3位作為網(wǎng)絡(luò)位。
部門4和部門5：
需要 從主機位借4位。
從以上分析可以看出，部門3需要借3位，此時網(wǎng)絡(luò)位就是24+3=27位，即掩碼位就是27位。寫成點分十進制就是255.255.255.224。
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三、無類域間路由（CIDR）技術(shù)
CIDR 技術(shù)的應(yīng)用：
- 構(gòu)建超網(wǎng)
- 路由聚合
構(gòu)建超網(wǎng)
示例三
題：已知某高校申請了4個連續(xù)的 C 類網(wǎng)絡(luò)，分別是200.24.16.0~200.24.19.0，若希望學校的整個網(wǎng)絡(luò)在路由表中聚合成一條，可以將此聚合成多少？
分析：
假設(shè)4個 iP 地址的分配如下，我們先將這些 IP 地址寫成對應(yīng)的二進制形式：
計算系：200.24.16.0 11001000 00011000 00010000 00000000
自動系：200.24.17.0 11001000 00011000 00010001 00000000
電子系：200.24.18.0 11001000 00011000 00010010 00000000
物理系：200.24.19.0 11001000 00011000 00010011 00000000
這4個 IP 地址前22位都是相同的，可以將其看成22位的網(wǎng)絡(luò)地址相同。
聚合后的地址為：200.24.16.0/22
舉一個網(wǎng)工的真題進一步解釋：
題1：CIDR 技術(shù)解決了路由縮放問題，例如2048個 C 類網(wǎng)絡(luò)組成一個地址塊，網(wǎng)絡(luò)號從192.24.0.0~192.31.255.0這樣的超網(wǎng)號應(yīng)為-----，其地址掩碼應(yīng)為-----。
分析：
我們想要將多個 IP 地址聚合成一個超網(wǎng)，我們就需要知道這些 IP 地址相同位數(shù)是多少位，將相同位數(shù)寫成點分十進制，后面的全部置為0（即主機號為0），即為超網(wǎng)號。同時掩碼地址也就出來了。
網(wǎng)絡(luò)號不管有多少個，只要知道最小和最大的，他們相同的部分也就是所有網(wǎng)絡(luò)號相同的部分。
題目中說2048個網(wǎng)絡(luò)號，我們寫出最小和最大的網(wǎng)絡(luò)號的二進制形式：
| 點分十進制 | 二進制 |
|---|---|
| 192.24.0.0 | 192.00011 000.0.0 |
| 192.31.255.0 | 192.00011 111.0.0 |
因為第一的字節(jié)（8位）的192是一定相同的，所以這里沒有寫成00000000.
從二進制能夠看出來這些 IP 相同的位有13位。后面還有21位全部置為0，就是超網(wǎng)號。
所以超網(wǎng)號是：192.24.0.0
掩碼地址是：255.248.0.0
聚合成一個 IP 可以寫成：192.24.0.0/13
示例四
題2：某公司網(wǎng)絡(luò)的地址是192.168.192.0/20，要把該網(wǎng)絡(luò)分成32個子網(wǎng)。則對應(yīng)的子網(wǎng)掩碼應(yīng)該是（），每個子網(wǎng)可分配的主機數(shù)是（）。
分析：
IP 地址分為 ABCDE 五類，但是沒有一類的網(wǎng)絡(luò)號是20位，但是題目中的網(wǎng)絡(luò)號位數(shù)（即掩碼）是20位，顯然這是一個分類以后的無類 IP（不屬于五類中的某一類）。
步驟：
1、IP 地址一共32位，這里網(wǎng)絡(luò)號是20位，那么主機號就是12位；
2、現(xiàn)在需要將該網(wǎng)絡(luò)分成32個子網(wǎng)，那么就需要從主機位借5位，此時主機位就只有7位，所以每個子網(wǎng)可分配的主機數(shù)就是2^7-2=126。
3、此時網(wǎng)絡(luò)號就是20+5=25位，即掩碼就是25位，寫成二進制就是：
11111111 11111111 11111111 1 0000000
改寫成點分十進制就是：255.255.255.128。
