划分子网

三级IP地址的构成

当初的IP地址设计不够合理，主要体现在：

• IP地址使用存在很大的浪费，地址空间的利用率很低。如10BASE-T允许加接的主机数是1024，但必须申请一个B类地址，则浪费了64510个地址，地址空间利用率仅为1.56%。
• 两级IP地址不够灵活。某单位对本单位的网络都有按部门划分的要求，但两级IP地址结构中并没有作出这方面的规定。
• 按物理网络分配一个网络号的方法，将导致路由表的表项越来越多，这不易改善网络性能

1985年起，IP地址格式中增加了一个“子网号字段”，使IP地址由两级结构变为三级结构。这种做法叫作划分子网。

划分子网的基本思路

• 划分子网纯属单位内部的事情，对本单位以外的网络是完全透明的。
• 划分子网的方法是把主机号字段的前若干个比特作为子网号字段，则 IP地址∷={<网络号>，<子网号>，<主机号>}
• 凡从其他网络传送到本单位网络某主机的IP数据报，仍然按IP数据报的目的网络号传送到连接在本单位网络上的路由器。此路由器收到 IP 数据报后，再按目的网络号 net-id 和子网号 subnet-id 找到目的子网。最后将 IP 数据报直接交付给目的主机。

举例：一个未划分子网的 B 类网络145.13.0.0

划分为三个子网后，对外仍是一个网络

子网掩码

• 由于IP地址本身以及数据报的首部都没有包含任何关于划分子网的信息，所以从一个IP数据报的首部无法判断源主机或目的主机所连接的网络是否进行了子网的划分。
• 如何知道子网的划分呢？划分子网要用到子网掩码(subnet mask)的概念。使用子网掩码(subnet mask)可以很方便地找出 IP 地址中的子网部分。

TCP/IP体系规定：子网掩码是一个32位二进制数，由一串连续的“1”后随一串连续的“0”组成。其中“1”对应于IP地址的网络号和子网号字段，而“0”对应于IP地址的主机号字段。

子网掩码采用点分十进制表示法(255.255.0.0)，也可用网络前缀(或斜线)标记法(135.41.0.0/16)

IP 地址的各字段和子网掩码的关系

(IP地址) AND (子网掩码) =网络地址

子网掩码是一个网络或一个子网的重要属性。因特网标准规定：所有的网络都必须有一个子网掩码，它包含在路由表中。

划分子网的概念也适用于未划分子网的情况。未划分子网的网络可使用默认子网掩码。使用子网掩码可简化路由器的路由选择算法。

A、B和C类IP地址的默认子网掩码

划分子网的利弊

• 利——增加了灵活性。
• 弊——减少了能够连接在网络上的主机总数。例如，一个B类地址最多可连接65534台主机，但当划分成4个子网后，实际连接的主机为32764台，这是因为[RFC950]规定：子网号不能为全0或全1