子網(wǎng)掩碼，也稱(chēng)為網(wǎng)絡(luò)掩碼和地址掩碼，是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)重要概念。子網(wǎng)掩碼是一個(gè)32位二進(jìn)制數(shù)字，用于表示網(wǎng)絡(luò)地址和主機(jī)地址。對(duì)應(yīng)于網(wǎng)絡(luò)地址的所有位都設(shè)置為1，對(duì)應(yīng)于主機(jī)地址的所有位都設(shè)置為0。

子網(wǎng)掩碼有多種表示方法，包括二進(jìn)制表示法（如255.255.255.0）、十進(jìn)制表示法（點(diǎn)分表示法）和CIDR表示法（如“/24“），用于清楚地指定IP地址中的網(wǎng)絡(luò)和主機(jī)部分。這些表示用于不同的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，提供不同級(jí)別的準(zhǔn)確性和靈活性。

子網(wǎng)掩碼必須與IP地址一起使用，它可以確定IP地址的網(wǎng)絡(luò)部分和主機(jī)部分，以幫助網(wǎng)絡(luò)設(shè)備識(shí)別本地網(wǎng)絡(luò)和遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)，從而實(shí)現(xiàn)以下功能:確定網(wǎng)絡(luò)地址、廣播地址、區(qū)分本地和遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)、支持子網(wǎng)劃分以及確保數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中的正確傳輸和路由。

在網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的早期階段，即20世紀(jì)60年代至80年代初，沒(méi)有引入子網(wǎng)掩碼的概念，網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)采用基本的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和地址分配。在這一時(shí)期，IPv4地址由類(lèi)地址方案分配，該方案將IP地址分為A類(lèi)、B類(lèi)、C類(lèi)、D類(lèi)和E類(lèi)，這限制了網(wǎng)絡(luò)的靈活性，并導(dǎo)致地址浪費(fèi)和資源分配不均。因此，有必要引入子網(wǎng)掩碼來(lái)合理分配有限的互聯(lián)網(wǎng)資源。

20世紀(jì)80年代，子網(wǎng)掩碼的引入賦予了網(wǎng)絡(luò)更大的靈活性和管理能力，使網(wǎng)絡(luò)管理員能夠更仔細(xì)地劃分IP地址，從而更有效地利用網(wǎng)絡(luò)資源。子網(wǎng)掩碼的概念將IP地址分為網(wǎng)絡(luò)地址部分和主機(jī)地址部分，由二進(jìn)制中的“1”和“0”組合定義。這種發(fā)展使網(wǎng)絡(luò)管理員可以根據(jù)自己的需求創(chuàng)建更小的子網(wǎng)，從而提高網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的靈活性并適應(yīng)不同規(guī)模和需求的網(wǎng)絡(luò)。此外，子網(wǎng)掩碼的配置和使用有助于減少地址資源的浪費(fèi)，增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)的安全性和隔離性。

20世紀(jì)90年代，CIDR（無(wú)類(lèi)域間路由）的引入標(biāo)志著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的巨大進(jìn)步。在這一時(shí)期，子網(wǎng)掩碼的發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)新的階段，以處理早期互聯(lián)網(wǎng)中的IP地址分配和路由表管理。傳統(tǒng)的類(lèi)地址分類(lèi)（A類(lèi)、B類(lèi)、C類(lèi)）導(dǎo)致了IP地址的浪費(fèi)和巨大的路由表，因?yàn)槊總€(gè)組織都獲得了固定的地址空間，而不考慮實(shí)際需求。CIDR引入了可變長(zhǎng)度子網(wǎng)掩碼（VLSM），允許根據(jù)需求分配可變數(shù)量的地址，從而更有效地利用地址空間。CIDR的對(duì)角線(xiàn)符號(hào)（例如/24）指定子網(wǎng)掩碼的長(zhǎng)度，這使網(wǎng)絡(luò)管理員能夠更靈活地劃分IP地址。這一創(chuàng)新縮小了路由表的大小，提高了網(wǎng)絡(luò)性能并簡(jiǎn)化了路由器配置，已成為現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施不可或缺的一部分。CIDR的出現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模和效率產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響，并推動(dòng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)朝著更加靈活和高效的方向發(fā)展。

2019年IPv4資源的枯竭標(biāo)志著互聯(lián)網(wǎng)快速發(fā)展帶來(lái)的挑戰(zhàn)。這一事件推動(dòng)了IPv6的引入。IPv6使用128位地址空間，這為互聯(lián)網(wǎng)提供了廣闊的地址空間以滿(mǎn)足未來(lái)需求。IPv6沒(méi)有子網(wǎng)掩碼的概念，支持前綴長(zhǎng)度的配置，并允許網(wǎng)絡(luò)管理員更好地劃分地址塊。這不僅解決了IPv4資源枯竭的問(wèn)題，還為未來(lái)的網(wǎng)絡(luò)增長(zhǎng)提供了可持續(xù)性。目前，IPv6的使用大多是通過(guò)隧道通信技術(shù)從IPv4過(guò)渡到IPv6。因此，IPv6取代IPv4還需要很長(zhǎng)時(shí)間，子網(wǎng)掩碼的存在仍然具有重要意義。

點(diǎn)分十進(jìn)制表示法：這是最常見(jiàn)的子網(wǎng)掩碼表示。它使用四個(gè)十進(jìn)制數(shù)字，每個(gè)數(shù)字的范圍從0到255，代表子網(wǎng)掩碼的四個(gè)8位組成部分。將二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)的方法是將每個(gè)二進(jìn)制位與其對(duì)應(yīng)的權(quán)重相乘，然后將結(jié)果相加。例如，二進(jìn)制數(shù)11011010被轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)218。例如，子網(wǎng)掩碼二進(jìn)制111111111 . 1111111 . 111111 . 0000000表示為255.255.255.0。

CIDR對(duì)角線(xiàn)符號(hào)：CIDR（無(wú)類(lèi)域間路由）表示法通常是IP地址后跟一個(gè)斜杠和一個(gè)數(shù)字，數(shù)字表示子網(wǎng)掩碼網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)部分的位數(shù)，即這32位數(shù)字中有多少位是1。在傳統(tǒng)的IP地址分配中，IP地址通常分為類(lèi)，如A類(lèi)、B類(lèi)、C類(lèi)等。每個(gè)類(lèi)別都有固定數(shù)量的主機(jī)和網(wǎng)絡(luò)地址。然而，CIDR引入了一種更靈活的方法，它不再依賴(lài)于固定的類(lèi)別，而是允許網(wǎng)絡(luò)管理員根據(jù)需要分配任意數(shù)量的地址。

示例1: 192.168.1.100/24，子網(wǎng)掩碼表示為255.255.255.0，二進(jìn)制表示為1111111111111111110000，前24位為1。

示例2: 172.16.198.12/20，子網(wǎng)掩碼表示為255.255.240.0，二進(jìn)制表示為11111111111111111111100000，前20位為1。

CIDR表示法更加靈活，可以更準(zhǔn)確地表示子網(wǎng)掩碼長(zhǎng)度。

子網(wǎng)掩碼地址劃分的原理：IPv4網(wǎng)絡(luò)中子網(wǎng)掩碼的工作原理是通過(guò)32位IP地址與對(duì)應(yīng)的32位子網(wǎng)掩碼之間的逐位邏輯與運(yùn)算，將IP地址分為兩部分:網(wǎng)絡(luò)部分和主機(jī)部分。子網(wǎng)掩碼中的“1”位和IP地址中的相應(yīng)相位將生成網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)部分，而子網(wǎng)掩碼中的“0”位和IP地址中的相應(yīng)相位將生成主機(jī)標(biāo)識(shí)部分。而運(yùn)算是計(jì)算機(jī)中一種基本的邏輯運(yùn)算方式。符號(hào)是&，它也可以表示為和。參與運(yùn)算的兩個(gè)數(shù)據(jù)根據(jù)二進(jìn)制位進(jìn)行“與”運(yùn)算。運(yùn)算規(guī)則:0 & 0 = 0；0&1=0;1&0=0;1&1=1;也就是說(shuō)，如果兩位數(shù)都是“1”，結(jié)果將是“1”，否則將是0。

子網(wǎng)掩碼

例如，對(duì)于IP地址192.168.10.11和子網(wǎng)掩碼255.255.0，and運(yùn)算得到的網(wǎng)絡(luò)地址是192.168.10.0，這意味著IP地址屬于192.168.10.0的網(wǎng)絡(luò)，主機(jī)地址部分是11，即在此網(wǎng)絡(luò)中。

子網(wǎng)掩碼劃分子網(wǎng)的原理：子網(wǎng)劃分是通過(guò)借用IP地址的幾個(gè)主機(jī)位作為子網(wǎng)地址來(lái)實(shí)現(xiàn)的，從而將原來(lái)的網(wǎng)絡(luò)劃分為幾個(gè)子網(wǎng)。劃分子網(wǎng)時(shí)，隨著借用主機(jī)數(shù)量的增加，子網(wǎng)數(shù)量增加，而每個(gè)子網(wǎng)中的可用主機(jī)數(shù)量逐漸減少。

子網(wǎng)劃分方法:確定要?jiǎng)澐值淖泳W(wǎng)數(shù)量以及每個(gè)子網(wǎng)所需的主機(jī)數(shù)量。計(jì)算所需的子網(wǎng)位和主機(jī)位，通常以二進(jìn)制形式表示。根據(jù)原始子網(wǎng)掩碼，將主機(jī)地址的第一部分設(shè)置為全1或最后一部分設(shè)置為全0，以獲得子網(wǎng)劃分后的子網(wǎng)掩碼。根據(jù)需要，您可以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)需求和資源的有效利用率，選擇使用更多的主機(jī)位作為子網(wǎng)位或主機(jī)地址位。

例如，B類(lèi)網(wǎng)絡(luò)135.41.0.0/16需要?jiǎng)澐譃?0個(gè)網(wǎng)絡(luò)，這些網(wǎng)絡(luò)可以容納200臺(tái)主機(jī)。