子网掩码（拓）

子网掩码是TCP/IP协议中的关键概念，用于区分IP地址中的 网络部分和 主机部分，是实现网络分段、子网划分的核心工具。以下从基本概念、作用、格式、分类及子网划分原理等方面进行详解：

一、基本概念

子网掩码（Subnet Mask）是一个32位的二进制数，与IP地址（IPv4）一一对应。其核心规则是：

• 二进制位为1：对应IP地址的“网络部分”（包括网络号和子网号）；
• 二进制位为0：对应IP地址的“主机部分”。

通过子网掩码，设备可以快速判断两个IP地址是否属于同一网络——若两个IP地址与子网掩码按位“与”运算后结果相同，则属于同一网络。

二、核心作用

1. 区分网络与主机：明确IP地址中哪些位代表网络，哪些位代表主机，是网络设备（如路由器）转发数据的依据。
2. 子网划分：将一个大网络分割为多个小子网，减少网络广播域，提高网络效率和安全性。
3. 判断网络归属：通过“与运算”快速确定目标IP所在网络，决定数据转发路径（如同一子网内直接通信，跨子网通过路由器转发）。

三、表示格式

子网掩码有两种常见表示方式：

1. 点分十进制格式：与IP地址一致，由4个0-255的十进制数组成（如255.255.255.0）。
2. CIDR前缀格式：以“/n”表示，n为子网掩码中“1”的位数（如/24对应255.255.255.0，即前24位为1）。

示例：
IP地址192.168.1.100与子网掩码255.255.255.0（或/24）结合时：

• 网络部分：前24位（192.168.1）；
• 主机部分：后8位（100）。

四、默认子网掩码（按IP地址分类）

A、B、C类IP地址有固定的默认子网掩码，用于未进行子网划分的原始网络：

IP地址类别	网络位长度	默认子网掩码（点分十进制）	CIDR前缀
A类	8位	255.0.0.0	/8
B类	16位	255.255.0.0	/16
C类	24位	255.255.255.0	/24

注：默认子网掩码未划分子网，网络部分即IP地址的类别网络号。

五、子网划分原理（自定义子网掩码）

当默认网络（如一个C类网络）中的主机数量过多时，可通过延长网络位、缩短主机位（即自定义子网掩码）划分子网。
核心公式：

• 子网数量 = 2^m（m为新增的网络位，即子网掩码中“1”比默认多的位数）；
• 每个子网的可用主机数 = 2^n - 2（n为主机位位数，减2是排除网络地址和广播地址）。

示例：对C类地址192.168.1.0（默认/24）划分子网

• 若子网掩码为/26（即255.255.255.192）：
  • 新增网络位m=2（26-24=2），子网数量=2²=4个；
  • 主机位n=6（32-26=6），每个子网可用主机数=2⁶-2=62台；
  • 子网范围：
    1. 192.168.1.0~192.168.1.63（网络地址.0，广播地址.63）
    2. 192.168.1.64~192.168.1.127
    3. 192.168.1.128~192.168.1.191
    4. 192.168.1.192~192.168.1.255

六、子网掩码与网络地址、广播地址

• 网络地址：主机部分全为0的IP地址（如192.168.1.0/24），代表子网本身；
• 广播地址：主机部分全为1的IP地址（如192.168.1.255/24），用于向子网内所有主机发送数据。

二者均不可分配给主机使用，因此计算可用主机数时需减2。

七、常见误区

1. 子网掩码的“1”必须是连续的：如255.255.254.0（二进制11111111 11111111 11111110 00000000）有效，而255.255.1.0（“1”不连续）无效。
2. 子网划分不改变IP地址类别：如B类地址即使划分子网（如/24），仍属于B类，仅网络位被延长。
3. 子网掩码与IP地址位数一致：均为32位，缺一不可。

总结

子网掩码通过区分网络位和主机位，实现了网络的灵活划分，是网络设计、IP规划的基础。理解其原理不仅能帮助排查网络通信问题（如跨子网无法访问），还能优化网络结构，提升安全性和效率。