IP地址是以网络号和主机号来标示网络上的主机的，我们把网络号相同的主机称之为本地网络主机，网络号不相同的主机称之为远程网络主机，本地网络中的主机可以直接相互通信；远程网络中的主机要相互通信必须通过本地网关（Gateway）来传递转发数据。

一、子网掩码

1、子网掩码的概念及作用

①、子网掩码又叫网络掩码、地址掩码，必须结合IP地址一起使用。                          ②、只有通过子网掩码，才能表明一台主机所在的子网与其他子网的关系，使网络正常工作。                                                                                                                              ③、子网掩码和IP地址做“与”运算，分离出IP地址中的网络地址和主机地址，用于判断该IP地址是在本地网络上，还是在远程网络网上。                                                            ④、子网掩码还用于将网络进一步划分为若干子网，以避免主机过多而拥堵或过少而IP浪费。

2、子网掩码的组成

①、同IP地址一样，子网掩码是由长度为32位二进制数组成的一个地址。                  ②、子网掩码32位与IP地址32位相对应，IP地址如果某位是网络地址，则子网掩码为1，否则为0。举个栗子：如：11111111.11111111.11111111.00000000                              注：左边连续的1的个数代表网络号的长度，（使用时必须是连续的，理论上也可以不连续），右边连续的0的个数代表主机号的长度。

3、子网掩码的表示方法

①、点分十进制表示法                                                                                                       二进制转换十进制，每8位用点号隔开                                                                              例如：子网掩码二进制11111111.11111111.11111111.00000000，表示为255.255.255.0

②、CIDR斜线记法：IP地址/n                                                                                         例1：192.168.1.100/24，其子网掩码表示为255.255.255.0，二进制表示为11111111.11111111.11111111.00000000

例2：172.16.198.12/20，其子网掩码表示为255.255.240.0，二进制表示为11111111.11111111.11110000.00000000

       不难发现，例1中共有24个１，例2中共有20个１，所以n是这么来的。运营商ISP常用这样的方法给客户分配IP地址。                                                                                             注：n为1到32的数字，表示子网掩码中网络号的长度，通过n的个数确定子网的主机数=2^(32-n)-2（-2的原因：主机位全为0时表示本网络的网络地址，主机位全为1时表示本网络的广播地址，这是两个特殊地址）。

3、为什么要使用子网掩码？

       前面说道，子网掩码可以分离出IP地址中的网络地址和主机地址，那为什么要分离呢？因为两台主机要通信，首先要判断是否处于同一网段，即网络地址是否相同。如果相同，那么可以把数据包直接发送到目标主机，否则就需要路由网关将数据包转发送到目的地。

       可以这么简单的理解：A主机要与B主机通信，A和B各自的IP地址与A主机的子网掩码进行And与运算，看得出的结果：                                                                                         1、结果如果相同，则说明这两台主机是处于同一个网段，这样A可以通过ARP广播发现B的MAC地址，B也可以发现A的MAC地址来实现正常通信。                                             2、如果结果不同，ARP广播会在本地网关终结，这时候A会把发给B的数据包先发给本地网关，网关再根据B主机的IP地址来查询路由表，再将数据包继续传递转发，最终送达到目的地B。

       计算机的网关（Gateway）就是到其他网段的出口，也就是路由器接口IP地址。路由器接口使用的IP地址可以是本网段中任何一个地址，不过通常使用该网段的第一个可用的地址或最后一个可用的地址，这是为了尽可能避免和本网段中的主机地址冲突。

在如下拓扑图示例中，A与B，C与D，都可以直接相互通信（都是属于各自同一网段，不用经过路由器），但是A与C，A与D，B与C，B与D它们之间不属于同一网段，所以它们通信是要经过本地网关，然后路由器根据对方IP地址，在路由表中查找恰好有匹配到对方IP地址的直连路由，于是从另一边网关接口转发出去实现互连。

4、子网掩码的分类

①、缺省子网掩码

也叫默认子网掩码，即未划分子网，对应的网络号的位都置 1 ，主机号都置 0 。

未做子网划分的IP地址：网络号＋主机号                                                                          A类网络缺省子网掩码： 255.0.0.0，用CIDR表示为/8                                                      B类网络缺省子网掩码： 255.255.0.0，用CIDR表示为/16                                                C类网络缺省子网掩码： 255.255.255.0，用CIDR表示为/24

②、自定义子网掩码

将一个网络划分子网后，把原本的主机号位置的一部分给了子网号，余下的才是给了子网的主机号。其形式如下：做子网划分后的IP地址：网络号＋子网号＋子网主机号

举个栗子：如：192.168.1.100/25，其子网掩码表示：255.255.255.128                          意思就是将192.168.1.0这个网段的主机位的最高1位划分为了子网。关于子网划分将在下篇文章讲到，这里不在阐述。

5、子网掩码和IP地址的关系

子网掩码是用来判断任意两台主机的IP地址是否属于同一网络的依据，就是拿双方主机的IP地址和自己主机的子网掩码做与运算，如结果为同一网络，就可以直接通信。

6. 如何根据IP地址和子网掩码，计算网络地址：

①、将IP地址与子网掩码转换成二进制数。                                                                    ②、将二进制形式的 IP 地址与子网掩码做“与”运算。                                                  ③、将得出的结果转化为十进制，便得到网络地址。

如下图：

网络地址计算小技巧：IP地址和子网掩码做与运算，把IP地址的主机位直接归0，就快速得到网络地址。所以只要一看到IP地址和子网掩码，就能马上确认网络地址。

子网掩码详解

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