1.1.3 子网与子网划分
1．子网划分（subnetting）的优点
减少网络流量，提高网络性能，简化管理，易于扩大地理范围。
2．如何划分子网
首先要熟记2的幂：20～29的值分别为：1，2，4，8，16，32，64，128，256和512。还有要明白的是：子网划分是借助于取走主机位，把这个取走的部分作为子网位。因此这个意味划分越多的子网。主机将越少。
3．子网掩码
子网掩码用于辨别IP地址中哪部分为网络地址，哪部分为主机地址，由1 和0 组成，长32 位，全为1 的位代表网络号。不是所有的网络都需要子网，因此就引入一个概念：默认子网掩码（default subnet mask）。A类IP地址的默认子网掩码为255.0.0.0；B类的为255.255.0.0；C类的为255.255.255.0。
4．划分子网的几个捷径
① 你所选择的子网掩码将会产生多少个子网：2x-2（x代表掩码位，即二进制为1 的部分）；
② 每个子网能有多少主机：2y-2（y代表主机位，即二进制为0的部分）；
有效子网是：有效子网号=256-10进制的子网掩码（结果叫做block size或base number）；
③ 每个子网的广播地址是：广播地址=下个子网号-1；
④ 每个子网的有效主机分别是：忽略子网内全为0和全为1的地址，剩下的就是有效主机地址。最后有效主机地址=下个子网号-2（即广播地址-1）。
根据上述捷径划分子网的具体实例：
例1：现有C类网络地址192.168.10.0；子网掩码255.255.255.192（/26），则
子网数=22 -2=2
主机数=26 -2=62
有效子网：block size=256-192=64;所以第一个子网为192.168.10.64，第二个为192.168.10.128。
广播地址：下个子网-1。所以2个子网的广播地址分别是192.168.10.127和192.168.10.191
有效主机范围是：第一个子网的主机地址是192.168.10.65 到192.168.10.126；第二个是192.168.10.129 到192.168.10.190。
例2：现有B类网络地址：172.16.0.0；子网掩码255.255.192.0（/18），则
子网数=2*2-2=2
主机数=214-2=16382
有效子网：block size=256-192=64；所以第一个子网为172.16.64.0，最后1 个为172.16.128.0。
广播地址：下个子网-1，所以2个子网的广播地址分别是172.16.127.255和172.16.191.255
有效主机范围是：第一个子网的主机地址是172.16.64.1 到172.16.127.254；第二个是172.16.128.1到172.16.191.254。
5．子网划分的两个例子
例1：本例通过子网数来划分子网，未考虑主机数。
一家集团公司有12家子公司，每家子公司又有4个部门。上级给出一个172.16.0.0/16的网段，让给每家子公司以及子公司的部门分配网段。
思路
既然有12 家子公司，那么就要划分12 个子网段，但是每家子公司又有4 个部门，因此又要在每家子公司所属的网段中划分4 个子网分配给各部门。
步骤
第1步：先划分各子公司的所属网段。
有12家子公司，那么就有2n≥12，n的最小值=4。因此，网络位需要向主机位借4位。那么就可以从172.16.0.0/16这个大网段中划出24=16个子网。
详细过程：
先将172.16.0.0/16用二进制表示为：10101100.00010000.00000000.00000000/16
借4位后（可划分出16个子网）：
1）10101100.00010000.00000000.00000000/20【172.16.0.0/20】
2）10101100.00010000.00010000.00000000/20【172.16.16.0/20】
3）10101100.00010000.00100000.00000000/20【172.16.32.0/20】
4）10101100.00010000.00110000.00000000/20【172.16.48.0/20】
5）10101100.00010000.01000000.00000000/20【172.16.64.0/20】
6）10101100.00010000.01010000.00000000/20【172.16.80.0/20】
7）10101100.00010000.01100000.00000000/20【172.16.96.0/20】
8）10101100.00010000.01110000.00000000/20【172.16.112.0/20】
9）10101100.00010000.10000000.00000000/20【172.16.128.0/20】
10）10101100.00010000.10010000.00000000/20【172.16.144.0/20】
11）10101100.00010000.10100000.00000000/20【172.16.160.0/20】
12）10101100.00010000.10110000.00000000/20【172.16.176.0/20】
13）10101100.00010000.11000000.00000000/20【172.16.192.0/20】
14）10101100.00010000.11010000.00000000/20【172.16.208.0/20】
15）10101100.00010000.11100000.00000000/20【172.16.224.0/20】
16）10101100.00010000.11110000.00000000/20【172.16.240.0/20】
我们从这16个子网中选择12个即可，就将前12个分给下面的各子公司。每个子公司最多容纳主机数目为212-2=4094。
第2步：再划分子公司各部门的所属网段。
以甲公司获得172.16.0.0/20为例，其他子公司的部门网段划分同甲公司。
有4个部门，那么就有2n≥4，n的最小值=2。因此，网络位需要向主机位借2位。那么就可以从172.16.0.0/20这个网段中再划出22=4个子网，正符合要求。
详细过程：
先将172.16.0.0/20用二进制表示为：
10101100.00010000.00000000.00000000/20
借2位后（可划分出4个子网）：
① 10101100.00010000.00000000.00000000/22【172.16.0.0/22】
② 10101100.00010000.00000100.00000000/22【172.16.4.0/22】
③ 10101100.00010000.00001000.00000000/22【172.16.8.0/22】
④ 10101100.00010000.00001100.00000000/22【172.16.12.0/22】
将这4个网段分给甲公司的4个部门即可。每个部门最多容纳主机数目为210-2=1024。
例2：本例通过计算主机数来划分子网。
某集团公司给下属子公司甲分配了一段IP地址192.168.5.0/24，现在甲公司有两层办公楼（1楼和2楼），统一从1楼的路由器上公网。1楼有100台计算机联网，2楼有53台计算机联网。如果你是该公司的网管，你该怎么去规划这个IP？
根据需求，将192.168.5.0/24划成3个网段，1楼一个网段，至少拥有101个可用IP地址；2楼一个网段，至少拥有54个可用IP地址；1楼和2楼的路由器互联用一个网段，需要2个IP地址。
思路
我们在划分子网时优先考虑最大主机数来划分。在本例中，我们就先使用最大主机数来划分子网。101 个可用IP地址，那就要保证至少7 位的主机位可用（2m-2≥101，m的最小值=7）。如果保留7 位主机位，那就只能划出两个网段，剩下的一个网段就划不出来了。但是我们剩下的一个网段只需要2 个IP地址并且2 楼的网段只需要54 个可用IP，因此，我们可以从第一次划出的两个网段中选择一个网段来继续划分2 楼的网段和路由器互联使用的网段。
步骤
第1步：先根据大的主机数需求，划分子网；
因为要保证1楼网段至少有101个可用IP地址，所以，主机位要保留至少7位。
先将192.168.5.0/24用二进制表示为：
11000000.10101000.00000101.00000000/24
主机位保留7位，即在现有基础上网络位向主机位借1位（可划分出2个子网）：
第一个子网：11000000.10101000.00000101.00000000/25【192.168.5.0/25】
第二个子网：11000000.10101000.00000101.10000000/25【192.168.5.128/25】
1楼网段从这两个子网段中选择一个即可，我们选择192.168.5.0/25。
2楼网段和路由器互联使用的网段从192.168.5.128/25中再次划分得到。
第2步：再划分2楼使用的网段；
2 楼使用的网段从192.168.5.128/25 这个子网段中再次划分子网获得。因为2 楼至少要有54 个可用IP地址，所以，主机位至少要保留6位（2m-2≥54，m的最小值=6）。
先将192.168.5.128/25用二进制表示为：
11000000.10101000.00000101.10000000/25
主机位保留6位，即在现有基础上网络位向主机位借1位（可划分出2个子网）：
第一个子网：11000000.10101000.00000101.10000000/26【192.168.5.128/26】
第二个子网：11000000.10101000.00000101.11000000/26【192.168.5.192/26】
2楼网段从这两个子网段中选择一个即可，我们选择192.168.5.128/26。
路由器互联使用的网段从192.168.5.192/26中再次划分得到。
第3步：最后划分路由器互联使用的网段；
路由器互联使用的网段从192.168.5.192/26这个子网段中再次划分子网获得。因为只需要2个可用IP地址，所以，主机位只要保留2位即可（2m-2≥2，m的最小值=2）。
先将192.168.5.192/26用二进制表示为：
11000000.10101000.00000101.11000000/26
主机位保留2位，即在现有基础上网络位向主机位借4位（可划分出16个子网，具体顺序如下）：
11000000.10101000.00000101.11000000/30【192.168.5.192/30】
11000000.10101000.00000101.11000100/30【192.168.5.196/30】
11000000.10101000.00000101.11001000/30【192.168.5.200/30】
…………………………………
11000000.10101000.00000101.11110100/30【192.168.5.244/30】
11000000.10101000.00000101.11111000/30【192.168.5.248/30】
11000000.10101000.00000101.11111100/30【192.168.5.252/30】
路由器互联网段我们从这16个子网中选择一个即可，我们选择192.168.5.252/30。
第4步：整理本例的规划地址；
1楼：
网络地址：【192.168.5.0/25】
主机IP地址：【192.168.5.1/25～192.168.5.126/25】
广播地址：【192.168.5.127/25】
2楼：
网络地址：【192.168.5.128/26】
主机IP地址：【192.168.5.129/26～192.168.5.190/26】
广播地址：【192.168.5.191/26】
路由器互联：
网络地址：【192.168.5.252/30】
两个IP地址：【192.168.5.253/30、192.168.5.254/30】
广播地址：【192.168.5.255/30】
快速划分子网确定IP，我们以例2为例：
题目需要我们将192.168.5.0/24这个网络地址划分成能容纳101/54/2个主机的子网。因此我们要先确定主机位，然后根据主机位决定网络位，最后确定详细的IP地址。
第1步：确定主机位；
将所需要的主机数自大而小排列出来：101/54/2，然后根据网络拥有的IP数目确定每个子网的主机位：如果2n-2≥该网段的IP数目，那么主机位就等于n。于是，得到：7/6/2。
第2步：根据主机位决定网络位；
用32减去主机位剩下的数值就是网络位，得到：25/26/30。
第3步：确定详细的IP地址；
在二进制中用网络位数值掩盖IP前面相应的位数，然后后面的为IP位。选取每个子网的第一个IP为网络地址，最后一个为广播地址，之间的为有效IP。得到：
【网络地址】 【有效IP】 【广播地址】
【192.168.5.0/25】 【192.168.5.1/25-192.168.5.126/25】 【192.168.5.127/25】
【192.168.5.128/26】 【192.168.5.129/26-192.168.5.190/26】 【192.168.5.191/26】
【192.168.5.192/30】 【192.168.5.193/30-192.168.5.194/30】 【192.168.5.195/30】