划分子网的概念涵义-世讯电科融合通信

下面举例说明划分子网的概念。如图一所示，设某机构拥有一个 B 类 IP地址，其网络地址为172. 24. 0. 0。现将主机号中的高 4 作为子网号，即将该网络划分为24 - 2 = 14 个子网。在增加了子网号后，主机号由原来的 16 位减至 12 位，每个子网可容纳的主机数量为 2的12次方 --2 = 4096 台。注意，在划分子网后，整个网络对外部仍表现为一个网络，其网络地址仍为 172 . 24. 0. 0。目的地址中网络地址为172. 24 的分组都被送到这个网络上的路由器R1。但R1在收到外来的数据报后，需要根据分组的目的地址把它们转发到相应的子网。

图一子网划分

设一个分组的目的地址为172. 24. 51. 90, 当该分组到达路由器凡后，凡如何把它转发正确的子网 172. 24. 48. 0 呢？我们知道，IP 地址本身及分组的首部都没有包含任何有关子网划分的信息。因此必须引入一个新的机制，这就是子网掩码(Subnet Mask )。
图二可形象地说明子网掩码的工作原理。图二( a ) 所示为目的地址172. 24. 51. 90 在未划分子网前的两级结构。图二( b) 所示为该地址在划分子网后的 3级地址结构，从图中可以看出，该子网的二进制表达为0011 , 即子网号为 3。请读者注意：该子网的网络地址是 172. 24. 48. 0 ( 二进制00110000 对应的十进制数值为48 ) , 既不是原来的网络地址172. 24. 0. 0 , 也不是子网号3。为了使路由器 R1能够很方便地从分组中的目的 IP 地址中提取出所要找的子网的地址，路由器 R1就要使用子网掩码。如图二 ( c) 所示为子网掩码，其长度和 IP 地址相同，均为32 位。子网掩码一般由一串 l 和跟随的一串 0 组成，其中 1 对应于1P 地址中原来的 Net - id 加上Subnet - id , 而子网掩码中的 0 对应千现在的 Host - id。路由器将该子网掩码和分组的目的 IP 地址 172. 24. 51. 90 逐位相” 与" ( AND ) , 就得出了应该将此分组发往的子网的地址172. 24. 48. 0 , 如图二( d ) 所示。

图二通过子网掩码计算网络地址

如果一个网络并不划分子网，那么还需要设置子网掩码吗？答案是肯定的。这样做是为了提高路由器的效率。众所周知，计算机（电子芯片）进行逻辑运算的效率是非常高的，路由器只要把子网掩码和 IP 地址进行逐位的” 与“运算，就能立即得出网络地址来，而无须判别该地址的类别位。因此，Inte rnet 的标准规定，所有的网络都必须使用子网掩码，同时路由器的路由表中也必须有子网掩码这一栏。
如果一个网络不划分子网，那么该网络的子网掩码就使用默认子网掩码。由以上讨论可知，此时 1P 地址中的网络号字段 Net - id 与主机号字段 Host - id 分别对应默认子网掩码中的 1 和 0。这样，无论一个网络有没有划分子网，在路由器处理到来的分组时就可采用同样的算法。显然，A、B、C 3 类地址对应的默认子网掩码分别为 255. 255. 255. 0、255. 255. 0. 0 和 255. 255. 255. 0。
在引入子网后，由千路由表增加了子网掩码这一项，因此路由器分组转发算法修订如下：
( 1) 从收到的分组的首部提取目的IP 地址A。
( 2 ) 判断是否为直接交付。将与路由器直接相连的各网络的子网掩码和 A 逐位相” 与“看结果是否和相应的网络地址相匹配。若是，则直接交付分组；否则执行步骤( 3 ) 。
( 3 ) 若路由表中有目的地址为A 的特定主机路由，则把分组传送给路由表中所指明的下一跳路由器；否则，执行步骤( 4)。
( 4 ) 对路由表中的每一行（目的网络地址、子网掩码、下一跳地址，用）其中的子网掩码和A 逐位相” 与＂，其结果为 D。若 D 与该行的目的网络地址匹配，则把分组传送给该行指明的下一跳路由器；否则，执行步骤( 5 ) 。
( 5 ) 若路由表中存在默认路由项，则把分组传送给路由表中所指明的默认路由器；否则，执行步骤( 6 ) 。
( 6 ) 报告转发分组出错。
最后以B 类地址为例，给出一些常见的子网划分方法，见下表。

表 B 类地址的子网划分选择

从表中可以看到，若使用较少位数的子网号，则每个子网可包含的主机数量就比较多。反之，若使用较多位数的子网号，则每个子网包含的主机数量就较少。在实际应用中可以根据实际情况进行选择。同时不难发现，划分子网后在一定程度上减少了原网络可容纳的最大主机数。例如一个B 类地址可容纳的主机数为 65534 个，但表 3. 4 中任意一行的子网数和子网可容纳主机数的乘积都小于65534 个。

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