劉欽濤

（廈門(mén)工商旅游學(xué)校，福建 廈門(mén) 361021）

1 引言

子網(wǎng)劃分是在邏輯層面上將一個(gè)比較大的網(wǎng)絡(luò)劃分成若干個(gè)小的網(wǎng)絡(luò)[1]。子網(wǎng)劃分可避免網(wǎng)絡(luò)地址和帶寬的浪費(fèi)，提高網(wǎng)絡(luò)性能。掌握子網(wǎng)劃分方法，對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)管理者和規(guī)劃者來(lái)說(shuō)是很重要的。在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)專(zhuān)業(yè)的教學(xué)中，需要學(xué)生熟練掌握和運(yùn)用。因涉及知識(shí)多，步驟繁，易出錯(cuò)，是教與學(xué)的難點(diǎn)。經(jīng)過(guò)多年實(shí)踐研究，確立以“子網(wǎng)掩碼”為中心，采用“表格法”和“口訣法”，對(duì)突破教與學(xué)的難點(diǎn)、對(duì)學(xué)生考級(jí)考證及實(shí)訓(xùn)大有裨益。

2 子網(wǎng)劃分的中心——“子網(wǎng)掩碼”

子網(wǎng)掩碼又叫網(wǎng)絡(luò)掩碼、子網(wǎng)絡(luò)遮罩，用來(lái)判斷一個(gè)IP地址所對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)地址。對(duì)于A、B、C類(lèi)IP地址，缺省的即沒(méi)有進(jìn)行子網(wǎng)劃分沒(méi)有借位的子網(wǎng)掩碼分別為255.0.0.0，255.255.0.0，255.255.255.0。

因子網(wǎng)劃分是通過(guò)借用IP地址主機(jī)號(hào)的高位來(lái)充當(dāng)子網(wǎng)地址的，因此可得出這樣的結(jié)論：若劃分了子網(wǎng)，向主機(jī)號(hào)借位了，子網(wǎng)掩碼就肯定改變，且從變化量上可算出子網(wǎng)個(gè)數(shù)及借位數(shù)。子網(wǎng)掩碼的重要性還在于：將子網(wǎng)掩碼和IP地址進(jìn)行與運(yùn)算，可得出IP的網(wǎng)絡(luò)地址，并推算出廣播地址及主機(jī)地址；子網(wǎng)劃分是靠子網(wǎng)掩碼來(lái)實(shí)現(xiàn)的，所以學(xué)習(xí)子網(wǎng)劃分就要緊緊圍繞“子網(wǎng)掩碼”這個(gè)中心，掌握它的規(guī)律，就可掌握子網(wǎng)劃分的精髓。

以借3位主機(jī)號(hào)為例，解釋C類(lèi)地址子網(wǎng)掩碼的變化。

因從主機(jī)號(hào)的最左邊借了3位，網(wǎng)絡(luò)號(hào)變成27位（24+3），主機(jī)號(hào)變成5位（8-3）。新的子網(wǎng)掩碼由255.255.255.0變?yōu)?255.255.255.224（（11100000）2=27+26+25=224）。

下面兩種方法都是圍繞子網(wǎng)掩碼這個(gè)中心展開(kāi)的。

3 表格法

表格法適用于給定要?jiǎng)澐肿泳W(wǎng)數(shù)的情況。先根據(jù)要?jiǎng)澐值淖泳W(wǎng)數(shù)n，用公式n≤2m算出需向主機(jī)號(hào)借用的位數(shù)m，然后將借用這幾位的位權(quán)相加算出子網(wǎng)掩碼的變化量，接著將借用最低位的位權(quán)確定為子網(wǎng)間的跨步，最后套用表1 可使問(wèn)題迎刃而解。為了便于理解問(wèn)題，表1的列標(biāo)題和位置最好保持不變。

表1 表格法的模板

下面說(shuō)明使用方法：

例：把C類(lèi)網(wǎng)絡(luò)192.168.1.0劃成8個(gè)子網(wǎng)，請(qǐng)算劃分后的子網(wǎng)掩碼、每個(gè)子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)地址和廣播地址及主機(jī)地址、主機(jī)數(shù)是多少？

表1中編號(hào)列的內(nèi)容是根據(jù)要?jiǎng)澐值淖泳W(wǎng)數(shù)確定的。本題要?jiǎng)澇?個(gè)子網(wǎng)，所以編號(hào)列的內(nèi)容是1～8。

表1中子網(wǎng)號(hào)列的內(nèi)容是借用二進(jìn)制位數(shù)的排列組合。公式n≤2m中n=8，m=3，即要?jiǎng)澐?個(gè)子網(wǎng)，至少要借用主機(jī)號(hào)中的高3 位二進(jìn)制位來(lái)做子網(wǎng)號(hào)，主機(jī)號(hào)只能用低5位來(lái)表示。這3位二進(jìn)制數(shù)的排列組合 000、001、010、011、100、101、110、111 就構(gòu)成子網(wǎng)號(hào)列的內(nèi)容。

網(wǎng)絡(luò)地址列的內(nèi)容是表格中其他數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)。因借的高3位的位權(quán)分別是128、64、32，所以子網(wǎng)掩碼變?yōu)?55.255.255.224。這三位的最低位權(quán)為32，因此可確定這8個(gè)子網(wǎng)間的跨步為32。第 1、2、3、4、5、6、7、8 個(gè)子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)地址就分別為 192.168.1.0、32、64、96、128、160、192、224。

廣播地址列的內(nèi)容填寫(xiě)很簡(jiǎn)單，因IP地址是連續(xù)的，第1個(gè)子網(wǎng)的廣播地址就是第2個(gè)子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)地址的主機(jī)號(hào)減1得到的。第2個(gè)子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)地址是192.168.1.32，那么第1個(gè)子網(wǎng)的廣播地址就是192.168.1.31。同理可推導(dǎo)出其他子網(wǎng)的廣播地址。

由于網(wǎng)絡(luò)地址和廣播地址不能用作主機(jī)地址，所以主機(jī)地址列的內(nèi)容就是去掉網(wǎng)絡(luò)地址和廣播地址的中間部分。如第1個(gè)子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)地址為192.168.1.0，第1個(gè)子網(wǎng)的廣播地址就是192.168.1.31，那么“砍頭去尾”剩的中間部分192.168.1.1～192.168.1.30就是合法的主機(jī)地址，此時(shí)主機(jī)號(hào)上有30個(gè)連續(xù)數(shù)字，子網(wǎng)主機(jī)數(shù)就是30，結(jié)果見(jiàn)表2。

表2中IP地址是連續(xù)的，成S型排列。

表2 完成的表格

4 口訣法

口訣法適用于已知IP和子網(wǎng)掩碼的情況?？谠E的內(nèi)容是：“網(wǎng)得魚(yú)，腌得味，要廣播，去頭尾，最合法”。這5句3字口訣講述了一個(gè)慷慨的漁民打魚(yú)、腌魚(yú)、通知大家吃魚(yú)的故事，蘊(yùn)藏著子網(wǎng)劃分的奧秘。解釋如下：

①網(wǎng)得魚(yú)，是“網(wǎng)得與”的諧音，意是網(wǎng)絡(luò)地址的獲得需要與運(yùn)算，IP和子網(wǎng)掩碼與運(yùn)算的結(jié)果是網(wǎng)絡(luò)地址。

例：求IP 192.168.100.20 子網(wǎng)掩碼255.255.255.240所在的網(wǎng)絡(luò)合法主機(jī)地址范圍。

算合法的主機(jī)地址，先要算IP所在的網(wǎng)絡(luò)地址。根據(jù)口訣，該網(wǎng)絡(luò)地址該是192.168.100.20和255.255.255.240相與的結(jié)果，得出網(wǎng)絡(luò)地址是192.168.100.16。

②腌得味，是“掩得位”的諧音，是從子網(wǎng)掩碼中得到網(wǎng)絡(luò)號(hào)的二進(jìn)制位數(shù)和主機(jī)號(hào)的二進(jìn)制位數(shù)。

該題的子網(wǎng)掩碼是255.255.255.240，不是缺省的，說(shuō)明有借位。由于240=128+64+32+16，可得從主機(jī)號(hào)借的二進(jìn)制位數(shù)是4。因該IP為C 類(lèi)，所以借位后網(wǎng)絡(luò)號(hào)的二進(jìn)制位數(shù)是24+4=28，主機(jī)號(hào)的二進(jìn)制位數(shù)是8-4=4。

③要廣播，是“幺廣播”的諧音，幺就是1，意是廣播地址是要把IP中主機(jī)號(hào)的二進(jìn)制位全部置為1。

題中網(wǎng)絡(luò)地址是192.168.100.16，把主機(jī)號(hào)的4位二進(jìn)制位全部置為1（（1111）2=15）可得出廣播地址是192.168.100.31（16+15）。

④去頭尾，最合法。魚(yú)的頭尾少肉，除去最合理。同理子網(wǎng)的全部IP是從網(wǎng)絡(luò)地址到廣播地址。網(wǎng)絡(luò)地址最小相當(dāng)于魚(yú)尾，廣播地址最大相當(dāng)于魚(yú)頭，最合法的主機(jī)地址就是砍去廣播地址的頭，去掉網(wǎng)絡(luò)地址的尾得到的。

本題網(wǎng)絡(luò)地址是192.168.100.16，廣播地址是192.168.100.31。根據(jù)口訣，去頭尾得到最合法的主機(jī)地址是192.168.100.17～30，有14個(gè)合法的IP可分配。

將抽象虛擬的子網(wǎng)劃分化成四句口訣，形象有趣，容易記，對(duì)學(xué)生掌握子網(wǎng)劃分的技能起到了很好的作用。