一篇文章解決你對子網（變長子網）的所有問題

計算機網絡基礎，子網掩碼，子網劃分，網絡號，子網號，主機號主機數量計算方式
網上有很多計算方式，很多計算方式不同，且子網，子網掩碼混爲一談，亂七八糟，希望此片能爲你解決困惑。

子網理論知識與劃分

• 子網是把一個單一網絡劃分爲多個物理網絡，並使用路由器將其互聯，劃分子網帶來的好處有：提高IP地址使用率，隔離廣播域帶來的影響，提高一個網絡的靈活性。
• 子網掩碼 等於 子網 ，IP地址在未做子網劃分時，稱之爲默認掩碼，IP地址叫有類IP地址。
• ABC類網絡都有默認的子網掩碼稱爲有類域間路由，定長子網掩碼（FLSM) 就是子網掩碼地址固定不變 無法更改，A類 255.0.0.0 B類 255.255.0.0 C類 255.255.255.0 ，劃分子網就是打破默認的子網掩碼，靈活劃分IP數量，稱爲無類域間路由。
  
• IP地址每一段的作用及名稱都是由子網掩碼標識而來，劃分子網就要從子網掩碼中借位，借位是從主機最高位開始借，只能連續，不能斷續借位

如何劃分子網

• 確定需要多少個子網：子網數 <= 2的n次方 -2（個），n爲向主機借位數量
• 確定每個子網內最大主機數：< = 2的n次方-2 （臺）

例子

一個 IP 192.168.10.1/27，是一個C類IP地址，但子網掩碼不是默認的24，所以它是一個劃分過的子網，展開。

11000000.10101000.00001010.00000001			//主機地址
11111111.11111111.11111111.11100000			//子網掩碼

借了三位，其中前面的24位是網絡地址，25，26，27是子網地址，後五位是主機地址。

• 計算這個網絡有多少個子網

256/（2^5) = 8 （個子網）

依次列出就是：

注意：全0 和 全 1 的子網 在某些網絡中不可用，因爲在全0的子網中 這個ip爲網絡地址，全1的子網中爲廣播地址，所以在某些環境下是要減2的，所以說 這個IP共有 8 個 子網， 只有 6 個爲可用子網。

網絡號	子網號	主機號	子網地址
11000000 . 10101000 . 00001010 .	000	00000	192.168.10.0
11000000 . 10101000 . 00001010 .	001	00000	192.168.10.32
11000000 . 10101000 . 00001010 .	010	00000	192.168.10.64
11000000 . 10101000 . 00001010 .	011	00000	192.168.10.96
11000000 . 10101000 . 00001010 .	100	00000	192.168.10.128
11000000 . 10101000 . 00001010 .	101	00000	192.168.10.160
11000000 . 10101000 . 00001010 .	110	00000	192.168.10.192
11000000 . 10101000 . 00001010 .	111	00000	192.168.10.224

• 計算每個子網可用主機範圍（每個子網中有多少個主機可用）

其實在上圖中就可用看出一個子網的地址是 0 - 32 減去這個子網的網絡地址和廣播地址 等於 30（個主機）

快速算法：

11000000 . 10101000 . 00001010 . 00000001 . 000/00000		//前27位爲網絡地址和子網地址
2 ^ 5 - 2 = 30		//5 就是後面的主機地址數 不減2就是一個子網的IP數量，減2就是可用的IP數量

計算原理：
當然全0 全 1 不能用。

• 計算主機總數（所有子網的主機總數）

主機總數計算方法：子網內主機數量 * 子網的數量
前面我們得到 子網 數量是8，每個子網內有32臺主機（可用爲30臺）

8 * 32 = 256（臺主機）

• 計算廣播地址

廣播地址的特點是 主機號全1 即爲這個子網的廣播地址
192.168.10.1/27

 11000000 . 10101000 . 00001010 . 00000001 . 000/00000      // 斜槓前爲網絡地址，後面5個0置爲1
 11000000 . 10101000 . 00001010 . 00000001 . 000/11111		// 192.168.10.1/27 這個IP 所在子網地址 的廣播地址就是 192.168.10.31

計算方法是：16 + 8 + 4 + 2 + 1 = 31

• 計算IP地址利用率

IP地址利用率 = 使用狀況 / 地址總數
例：
一個子網有14個主機，這個子網共有32個IP地址。

14  /  32 = 0.437  //四捨五入 等於 44%

即使是劃分子網後IP地址利用率也達不到 100%

例題 一

默認子網掩碼：255.255.255.0

計算該ip地址的網絡號（網絡地址）

需要將ip地址與子網掩碼進行與運算
11得1，10得0，00得0
子網掩碼的作用是用力區分網絡號和主機號的

168.1.88.10/20
轉二進制：

10101000.00000001.01011000.00001010			//ip地址
11111111.11111111.11110000.00000000			//子網掩碼

將上面的二進制與運算得到

10101000.00000001.01010000.00000000			//十進制 168.1.80.0

網絡號 ： 168.1.80.0
這就是 168.1.80.10/20 這個ip的網絡號

計算子網數量

子網掩碼：

11111111.11111111.11110000.00000000

捨去後面的 8 個 0 只看前面有幾個0 ，也就是看網絡地址借了多少。

這個ip爲4個0 前面4個1 爲網絡地址

計算公式爲：

• 256 / (2^4) = 16

所以這個 ip 有 16個子網號

計算子網內的主機總數（最大主機數量）：

• 2 * 主機地址位數
• 2 ^ 12 - 2 = 4094（臺主機）

主機總數（所有子網的主機總數）：

• 子網內主機數量 * 子網的數量
• 4096 * 16 = 65536（臺主機）

例題 二

某單位現有兩個部門70臺計算機需要聯網，要求每個子網內的主機數量不少於40臺，問使用一個C類網絡地址192.168.1.0/24如何進行子網劃分。

分析：需求70臺主機，每個子網主機數>=40臺，兩個部門兩個子網。
考慮到最優的子網劃分應該向主機號借兩位（借一位也可以滿足需求，但某些網絡環境中不兼容全0 全 1 網絡的使用）
192.168.1.1

11111111.11111111.11111111.11/000000		//借兩位

• 2^6=64(臺主機/一個子網） //64爲主機範圍，可用爲62臺
• 256 / (2^6) = 4(個子網） //全0全1 子網不用就是2 個子網
• 2*64 = 128（臺總主機數）
  

網絡號	子網號	主機號	子網地址
11000000.10101000.00000001	00	000000	192.168.1.0
11000000.10101000.00000001	01	000000	192.168.1.64
11000000.10101000.00000001	10	000000	192.168.1.128
11000000.10101000.00000001	11	000000	192.168.1.192

減去全 0 和 全 1 子網號 不用 剛好兩個子網且每個子網不少與40臺，總共也大於70臺主機。

變長子網掩碼（VLSM）

什麼是變長子網掩碼

網絡中不同子網中的主機數量是不固定的，採用定長子網掩碼回造成IP地址的浪費與低效率，變長子網掩碼根據不同子網中使用主機數來劃分子網，儘可能在劃分子網的情況下在次優化子網使用效率。

例子

某公司 申請到一個 ip 192.168.10.0/24 這個IP 按照 30，24，14，12，7，2臺主機需求分配給各個部門，請劃分變長子網。

計算公式：主機數 = 2 ^ n - 2	// n 代表主機位個數 ，可以用的主機數需-2

30臺主機

2 ^ 5 - 2 >= 30		//計算得出 2 的 5 次方 剛好30

所以我們要分出5位主機位

子網掩碼 = 32 - 5 = 27

192.168.10.0/27

廣播地址 192.168.10.31

鋪開二進制

第一位	第二位	第三位	第四位	類型
11000000	10101000	00001010	00000000	IP地址
11111111	11111111	11111111	11100000	子網掩碼
11000000	10101000	00001010	00011111	廣播地址

14個主機

2 ^ 4 >= 14

子網掩碼 = 32 - 4 = 28

192.168.10.64/28

廣播地址 192.168.10.79

鋪開二進制

第一位	第二位	第三位	第四位	類型
11000000	10101000	00001010	01000000	IP地址
11111111	11111111	11111111	11110000	子網掩碼
11000000	10101000	00001010	01001111	廣播地址

7臺主機

2 ^ 4 >= 7

子網掩碼 = 32 - 4 = 28

192.168.10.96/28 //7臺主機使用
192.168.10.112/28 //其他網絡使用

廣播地址 192.168.10.111

鋪開二進制

第一位	第二位	第三位	第四位	類型
11000000	10101000	00001010	01100000	IP地址
11111111	11111111	11111111	11110000	子網掩碼
11000000	10101000	00001010	01101111	廣播地址

2臺主機

2 ^ 2 - 2 >= 2

子網掩碼 = 32 - 2 = 30

192.168.10.112/30 //2臺主機使用

廣播地址 192.168.10.127

鋪開二進制

第一位	第二位	第三位	第四位	類型
11000000	10101000	00001010	01110000	IP地址
11111111	11111111	11111111	11111100	子網掩碼
11000000	10101000	00001010	01110011	廣播地址

變長子網掩碼IP地址使用率

總共浪費的IP數量爲：2+8+2+4+9+2+2+2+2+4*2=39
利用率 = （256-39）/256=85%，比FLSM的劃分子網提高不少利用率。