子网掩码的设置方法和作用

我们知道IP地址是一个4字节（共32bit）的数字，被分为4段，每段8 位，段与段之间用句点分隔。为了便于表达和识别，IP地址是以十进制形式表 示的如，每段所能表示的十进制数最大不超过255。IP地址由两 部分组成，即网络号（Network ID）和主机号（Host ID）。网络号标识的是Internet 上的一个子网，而主机号标识的是子网中的某台主机。网际地址分解成两个域后， 带来了一个重要的优点：IP数据报从网际上的一个网络到达另一个网络时，选 择路径可以基于网络而不是主机。在大型的网际中，这一点优势特别明显，因为 路由表中只存储网络信息而不是主机信息，这样可以大大简化路由表。IP地址 根据网络号和主机号的数量而分为A、B、C三类：A类IP地址：用7位（bit）来标识网络号，24位标识主机号，最前面一位为0, 即A类地址的第一段取值介于1126之间。A类地址通常为大型网络而提供， 全世界总共只有126个只可能的A类网络，每个A类网络最多可以连接16777214 台主机。B类IP地址：用14位来标识网络号，16位标识主机号，前面两位是10。B类 地址的第一段取值介于 128191 之间，第一段和第二段合在一起表示网络号。 B 类地址适用于中等规模的网络，全世界大约有16000个B类网络，每个B类网络 最多可以连接65534台主机。C类IP地址：用21位来标识网络号，8位标识主机号，前面三位是110。C类 地址的第一段取值介于 192223 之间，第一段、第二段、第三段合在一起表示 网络号。最后一段标识网络上的主机号。C类地址适用于校园网等小型网络，每 个C类网络最多可以有254台主机。从上面的介绍我们知道， IP 地址是以网络号和主机号来标示网络上的主机的， 只有在一个网络号下的计算机之间才能直接互通，不同网络号的计算机要通 过网关（Gateway）才能互通。但这样的划分在某些情况下显得并十分不灵活。 为此IP网络还允许划分成更小的网络，称为子网（Subnet），这样就产生了子 网掩码。子网掩码的作用就是用来判断任意两个IP地址是否属于同一子网，这 时只有在同一子网的计算机才能直接互通。那么怎样确定子网掩码呢？前面讲到IP地址分网络号和主机号，要将一个网络划分为多个子网，因此网络 号将要占用原来的主机位，如对于一个C类地址，它用21位来标识网络号，要 将其划分为 2 个子网则需要占用 1 位原来的主机标识位。此时网络号位变为 22 位为主机标示变为7位。同理借用2个主机位则可以将一个C类网络划分为4 个子网那计算机是怎样才知道这一网络是否划分了子网呢？这就可以从子 网掩码中看出。子网掩码和IP地址一样有32bit，确定子网掩码的方法是其与 IP地址中标识网络号的所有对应位都用1，而与主机号对应的位都是0。如 分为2个子网的C类IP地址用22位来标识网络号，则其子网掩码为：11111111 11111111 11111111 10000000 即 。于是我们可以知道，A 类地 址的缺省子网掩码为255.0.0.0,B类为255.255.0.0,C类为。下 表是 C 类地址子网划分及相关子网掩码：子网位数子网掩码主机数可用主机数1128126264623323041614586642你可能注意到上表分了主机数和可用主机数两项，这是为什么呢？因为但当地址 的所有主机位都为0时，这一地址为线路（或子网）地址，而当所有主机位都 为1时为广播地址。同时我们还可以使用可变长屏蔽（VLSM）就是指一个网络可以用不同的屏蔽进行 配置。这样做的目的是为了使把一个网络划分成多个子网更加方便。在没有VLSM 的情况下，一个网络只能使用一种子网掩码，这就限制了在给定的子网数目条件 下主机的数目。例如你被分配了一个C类地址，网络号为192.168.10.0,而你现 在需要将其划分为三个子网,其中一个子网有100台主机,其余的两个子网有50 台主机。我们知道一个C类地址有254个可用地址，那么你如何选择子网掩码呢？ 从上表中我们发现，当我们在所有子网中都使用一个子网掩码时这一问题是无法 解决的。此时VLSM就派上了用场，我们可以在100个主机的子网使用 这一屏蔽，它可以使用到这128 个IP地址，其中可用主机号为126个。我们再把剩下的到 这128个IP地址分成两个子网，子网掩码为。 其中一个子网的地址从到192.168.10.191,另一子网的地址从 到。子网掩码为 每个子网的 可用主机地址都为 62 个，这样就达到了要求。可以看出合理使用子网掩码，可 以使IP地址更加便于管理和控制。子网掩码 任何主机在引导时进行的部分配置是指定主机IP地址。大多数系统 把I P地址存在一个磁盘文件里供引导时读用。在第5章我们将讨论一个无盘系 统如何在引导时获得IP地址。除了 IP地址以外，主机还需要知道有多少比特用于子网号及多少比特用于 主机号。这是在引导过程中通过子网掩码来确定的。这个屏蔽是一个32 bit的 值，其中值为 1 的比特留给网络号和子网号，为 0的比特留给主机号。图3-7 是一个B类地址的两种不同的子网掩码格式。第一个例子是noao.edu网络采用 的子网划分方法，如图3 - 5所示，子网号和主机号都是8 bit宽。第二个例子 是一个B类地址划分成10 bit的子网号和6 bit的主机号。尽管 IP 地址一般以点分十进制方法表示，但是子网掩码却经常用十六进制 来表示，特别是当界限不是一个字节时，因为子网掩码是一个比特屏蔽。给定IP地址和子网掩码以后，主机就可以确定I P数据报的目的是：（1） 本子网上的主机；（2）本网络中其他子网中的主机；（ 3）其他网络上的主机。如 果知道本机的IP地址，那么就知道它是否为A类、B类或C类地址（从IP地址 的高位可以得知），也就知道网络号和子网号之间的分界线。而根据子网掩码就 可知道子网号与主机号之间的分界线。举例假设我们的主机地址是140.252.1.1 （个B类地址），而子网掩码为 （其中 8 bit 为子网号， 8 bit 为主机号）。如果目的IP地址是，那么我们就知道B类网络号是相同的 （140.252），但是子网号是不同的（1和4）。用子网掩码在两个IP地址之间 的比较如图 3-8所示。如果目的IP地址是140.252.1.22,那么B类网络号还是一样的（140.252）， 而且子网号也是一样的（1），但是主机号是不同的。如果目的IP地址是192.43.235.6 （个C类地址），那么网络号是不同的, 因而进一步的比较就不用再进行了。E类网络号末尾 拒明的子网号末尾述位 +g位+E位B类1252T-fStiSFm11111111111L11111 1 1 1 1 1 1DaaODDOO =255宓岛网网络号相符、子网号不相等w- - j -?B类252斗13-8吏用子网哑码的两牛B类抱址之日的比较给定两个IP地址和子网掩码后，IP路由选择功能一直进行这样的比较。 子网掩码请勿乱设 笔者单位的一台计算机前不久遇到了一次特殊的网络故障，原来上网很正常的机 器，不知什么原因无法上网了，与局域网内的其它机器也无法连通，但是其他的 一切功能都很正常。先考虑是软件设置问题，重新安装协议、设置网关和DNS服务器，但问题依旧。于是怀疑硬件问题，逐一更换了网卡、交换机但问题还是没有解决。经过反复考虑，只有IP地址的设置没有仔细看过，局域网的子网掩码是 “255.255.255.240”，采用路由器接入互联网，网关为“10.2.7.33”，此台机 器的IP地址设为“10.2.7.82”。由于子网掩码最后一位为240，那么用 256-240=16，也就是说本网段最多只能容纳16-1-1=14台机器，于是我又查看了 其他几台机器，发现它们的IP地址都设在“10.2.7.3310.2.7.48”之间，而我 这台机器显然不在此网段间，于是试着将IP地址改为“10.2.7.39”，重新启动 后，果然一切OK 了。原来子网掩码是时，这时IP地址最后一 位以16台为一组，工作组内部的计算机可实现直接互相访问，不同工作组的工 作站只能通过网关实现相互访问，而开始设置的IP地址正好与网关及其他机器 的IP地址不在一个网段，而造成了不能相互访问，因此才产生了这个问题。笔者认为网络故障一般不是很复杂，在排除了硬件的毛病后，千万不要随便重装 系统，而是要认真再认真地研究一下你的网络设置，由于IP地址和子网掩码间 存在着一定的关系，如果你的子网掩码为“255.255.255.0”，那么就不会出现 我遇到的这种问题了，如果你的子网掩码是其它设定值，那么你很可能会有意外 的收获。子网掩码的用处便于网络设备尽快地区分本网段地址和非本网段的地址。例如：下图所示主机A与主机B交互信息。主机 A: IP 地址：子网掩码： 路由地址： 主机 B: IP 地址：子网掩码：路由地址：路由器从端口 接收到主机A发往主机B的IP数据报文后，（ 1 ）首先用端口地址2 0 2 . 1 8 3 . 5 8 . 1与子网掩码地址2 5 5 . 2 5 5 . 2 5 5 . 0进行“逻辑 与”，得到端口网段地址：，（2 ）然后将目的地址2 0 2 . 1 8 3 . 5 6. 5与子网掩码地址2 5 5 . 2 5 5 . 2 5 5 . 0进行“逻辑 与”，得202.183.56.0,（3）将结果与端口网段地址比较，如果相同，则 认为是本网段的，不予转发。如果不相同，则将该IP报文转发到埠202.183.56.1 所对应的网段。将子网进一步划分，缩小子网的地址空间。将一个网段划分为多个子网段，便于 网络管理。例如：下图所示：I .202.18； J.56 .lxxxxxxx路由器 口口 口丿学校校园网信息中心可以将 （C 类地址）分配给两个系，每个系约有120台计算机，则可以将子网掩码地址定义为：这样将原来的一个网段分成两个独立的子网段，便于网络管理。系1的地址范围：子网地址：1100101010110111 00111000 0xxxxxxx系2的地址范围：子网地址：11001010 10110111 00111000 1xxxxxxx