浅谈子网划分技术

蒋 磊

（正德职业技术学院 江苏 南京 211106）

1 标准分类的IP地址

目前我们所使用的IP地址是IPv4地址，IPv4规定了IP地址是由网络号+主机号一共32个比特组成的。网络当中的每一台计算机要想和其它的计算机通信，事先必须要分配得到一个IP地址。最初，Internet组织机构定义了A、B、C、D、E共五类IP地址，又称按标准分类的IP地址。A类地址适合分配给超大型网络，B类地址适合分配给中型网络，C类地址适合分配给小型网络，D类地址用于组播，E类地址用于实验。

图1 按标准分类的IP地址

从上图中我们可以看出，A类网络网络号占8位，其中最高位固定为0，剩下7位可变，所以全球A类网络一共有128个（0至127），实际可用的只有126个，A类网络主机号占24位，每一个A类网络所包含的主机数量为224个（224=16777216），实际数量要减去2，原因是主机号全0代表本网网络地址，主机号全1代表本网广播地址，一头一尾去掉2个；同理，B类网络网络号占16位，其中最高位固定为10，剩下14位可变，所以全球B类网络一共有 214个（214=16384），B类网络主机号占16位，每一个B类网络所包含的主机数量为216个（216=65536），实际数量要减去2，原因同上；同理，C类网络网络号占24位，其中最高位固定为110，剩下21位可变，所以全球C类网络一共有221个（221=2097152），C类网络主机号占8位，每一个C类网络所包含的主机数量为28个（28=256），实际数量要减去2，原因同上。而D类和E类不再区分网络号和主机号，其包含的IP地址数量是228个，即268435456个。上图右边说明了各类IP地址占总IP地址数的百分比。

虽然IP地址在计算机内是用二进制表示的，但人类更习惯于阅读十进制的数字，所以二进制表示的IP地址通常采用点分十进制法来表示。

2 子网掩码的概念

上图中，我们可以看出A类IP地址占了总IP地址数的50%，而全球A类网络数量只有区区126个，这说明每一个A类网络所包含的IP地址数量非常多，试想一下有哪个组织有如此庞大的IP地址需求？答案是没有。所以当某个组织申请得到一个A类网络后，大多数的IP地址都是被白白浪费掉了，因为剩下的IP地址是不可以再分配给另一个组织使用的。

为杜绝IP地址的浪费，人们想出了各种各样的办法，最基本的就是将标准分类的网络进行子网划分。子网划分将原来的两级结构变成了三级结构，即网络号+子网号+主机号，子网号来源于主机号，往主机号借一位，划分出两个子网，往主机号借两位，划分出四个子网，依此类推。划分子网之后的网络打破了原有的平衡，网络设备不再像往常一样通过简单的判断来区分IP地址的类别进而推导出网络号的位数了，需要有其它方法来指出，子网掩码孕育而生。子网掩码就是用来说明网络号或子网号占多少位，主机号占多少位，我们只要把一个IP地址和它所对应的子网掩码进行“与”运算即可。子网掩码是一个32比特的二进制数，由连续的1和连续的0组成，1对应的是网络号或子网号，0对应的就是主机号。缺省情况下，每一类IP地址都有默认的子网掩码，A类默认子网掩码是 255.0.0.0，B类默认子网掩码是255.255.0.0，C类默认子网掩码是255.255.255.0。

3 等长子网划分

下面我们通过一个实例来讲解等长子网划分技术。假如公司有4个部门，每个部门有50台计算机，现在使用192.168.1.0/24这个C类网络，从安全角度考虑，老板希望每个部门的计算机都放置到独立的网段，这就要求网络管理员将192.168.1.0/24这个C类网络划分成4个子网，方法如下。

要想将原来的网络划分成4个子网，需要将子网掩码往后移两位，即26位。00是A子网，01是B子网，10是C子网，11是D子网。原来的8位主机号现在变成了6位，26等于64，以64为步长可以迅速计算出每一个子网的网络地址。再将每个子网的网络地址减1即可得到上一个子网的广播地址。

图2 四个子网的地址分配情况

从上面的计算过程可总结出子网划分的步骤。一是，确定要划分的子网数目以及每个子网的主机数目。二是，确定子网号需要的位数M和剩下的主机号位数N。三是，计算划分子网后的子网掩码。划分子网时，可向主机号多借几位，以划分出更多的子网，但每个子网的主机数量有限；相反，向主机号少借几位，每个子网可接入的主机数量就多，但子网数量有限。在实际进行子网划分的时候，需要灵活掌握，设置错误，可能导致计算机无法正常通信。

［1］范璐.观察法计算子网划分[J].辽宁师专学报，2006.

［2］王作启.关于子网划分和IP地址的利用率之间的探讨[J].科技信息，2011.