TCP/IP的那些事--子网掩码

当前互联网使用的主要是IPv4协议，它是第一个被广泛使用，构成现今互联网的基础的协议。但是，随着用户数量的增多，IPv4包含的IP资源在不断减少。或许你会想，不是还有IPv6吗？IPv6的容量足以应付这种情况。的确，IPv6是可以完全实现实名制的。但是，IPv6也才正在崛起中。为了解决现有的这些问题，人们提出一个非常聪明的办法：子网掩码。今天，我们就来聊聊它的二三事。

先说说子网吧。什么是子网？略去百度、wiki那详细的解释，简单来说就是主机下的网络岛。主机使用一个IP地址，但可以和路由器分出许多接口，便产生了网络岛。同一主机下，不同网络岛是可以直接进行沟通的。但如果是不同主机呢?怎么鉴别？也可以进行直接沟通吗？这里就运用到网关了。我们稍后再谈。

子网掩码，或者说是子网络掩码、网络掩码，它的主要作用，就是划分一个IP地址的网络地址和主机地址（对于子网划分后的IP地址，就是网络号+子网号+子网主机号）。网络地址，是ISP申请并用户随机获得的。也是区分不同主机的首要方式。网络号不同，代表着主机的不同。网络号确定，管理员可以安排自己的子网。简单打个比方，一个单位无权决定自己在所属城市的街道名称和门牌号，但可以自主决定本单位内部的各个办公室编号一样。管理员可以设置不同的子网，每个子网下可以多个主机。这样，对IP地址的利用就大大提高了。但只有通过子网掩码，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。子网掩码也可以判别该IP地址是在局域网或是远程网上。

对于A类IP地址，子网掩码默认为255.0.0.0；对于B类IP地址，子网掩码默认为255.255.0.0；对于C类IP地址，子网掩码默认为255.255.255.0。读者可以试试将这些数字转化成二进制，会有奇妙的发现喔。(〃'▽'〃)这里就揭晓吧。子网掩码的长度是32位（IPv4的长度也是32位），左边是网络位，用二进制数字“1”表示，1的数目等于网络位的长度；右边是主机位，用二进制数字“0”表示，0的数目等于主机位的长度。这样就能很轻易地算出主机数啦。但注意的是，2的主机位数次方需要减去2.（主机号全为1时，是该网络的广播地址；主机号为0，是该网络的网络号）。

那么，怎么定义子网掩码？首先先确定你要求的IP地址是哪种类型的。下来，你要确定需要的子网数。举个例子吧。比如说，你需要14个子网，可能需要16个。那么，16=2^4.所以，就在第四个字节的前四位设为1，第四节就是“11110000”。把前三个字节补上，转化成二进制就是“11111111  11111111  11111111  11110000”。十进制的形式就是255.255.255.240.所以说，很简单吧。

你可以根据子网数和主机数来计算子网掩码。我这里说说子网数的计算办法。首先，把你需要的子网数减去1（因为计算机是从0开始的），再转化成二进制。记下它的位数，后面非常有用。取得该IP地址的类子网掩码，把主机部分前N（也就是你刚才记录的位数）设为1，便得出你所需子网掩码。来个例子。你的IP地址是168.195.0.0，需要20个子网。减去1转化成二进制，是1011.好，位数是4。B类IP地址子网掩码是255.255.00。B类地址的主机位包括后两个字节，所以这里要把第三个字节的前4位设为1。即255.255.240.0。主机数同理。

判断该IP地址是否是局域网，就把两台计算机各自的IP地址与子网掩码进行AND运算后，如果得出的结果是相同的，则说明这两台计算机是处于同一个子网络上的，可以进行直接的通讯。就这么简单随意。

关于子网掩码的详细知识，请参考百度、google、wiki。本人才疏学浅，如有错误，敬请谅解。