网络(3)--子网,超网

子网

目的

那么通过上一篇IP地址的分类，网段的计算，各网段可容纳的主机数量这些内容我们可以知道平时我们用的IP地址都属于C类地址，

如果我们有240台设备要让它们在同一个网段的话可以分配一个C类网段，这样基本可以做到资源充分利用，那如果我们有300台设备该怎么办？一个C类网段显然不够用

但是如果分配一个B类网段，通过前文我们知道一个B类网段可以容纳65534台设备，可以分配的范围举例是从191.100.0.1到191.100.255.254而我们其实只有300台设备，这样显然空闲了65000+多个IP，造成资源浪费。

这时候我们其实可以进行子网划分，将一个网段划分成多个子网段，每个子网段可以容纳不同数量的设备，核心就是网段部分不变，借用主机位来划分出多个子网

那什么是借用主机位？举个例子192.168.3.1/24这个地址是个C类地址，那么主机位其实就是第4个字节也就是最后一部分1,那这部分其实有8位二进制数，借用主机位的意思就是从这本来表示主机的8位二进制中取出几位来表示网段，我们用图片表示来理解下

绿色部分就表示从主机位借用的部分

原理

子网划分就是将一个网段分成多个子网段，每个子网段可用IP数量都是划分前的二分之一
举例我们有120台主机要在一个网段，有另外120台主机要在另一个网段，那这时候我们如果分配AB类地址显然不合适，只有C类地址合适，C类地址一个网段可以容纳254台主机，分成两部分的话一部分就是127，刚好可以满足我们的需求，并且多出的几个也不会显得很浪费，看下图表示

以这个图为例，现在有一个C类网段192.168.0.0/24，那么他的主机范围就是从192.168.0.1到192.168.0.254
那么从主机位借一位的话就要将子网掩码往后移一位(这里指的是2进制位)

从
1111 1111.1111 1111.1111 1111.0000 0000
255.255.255.0
变为
1111 1111.1111 1111.1111 1111.1000 0000
255.255.255.128

那这样借了一位后，网络部分就变成了25位，主机位变成了7位，同时也产生了两个新的网段，因为子网掩码后移一位后，IP地址的第25位&上这个1就会有0和1两种状态，那也就代表两个网段

如果第25位是0，0&子网掩码第25位那个1结果就是0，那么这个网段就是192.168.0.0/25，我们就叫他A子网段，那么他的主机位范围就是192.168.0.1~192.168.0.126，因为主机位用2进制表示全0（十进制0）的话代表这是一个网段，全1（十进制127）代表这是个广播地址，这些概念我们在前两篇讲过
如果第25位是1，1&子网掩码第25位那个1结果就是1，那么这个网段就是192.168.0.128/25，我们就叫他B子网段，同样的道理他的主机位范围就是192.168.0.129~192.168.0.254

那么上边的等分两个子网的看过后我们再来巩固下，看等分四个子网的情况

图中已经标注的很详细了，结合等分两个子网的情况对照下看

总结

所以子网划分记住

子网掩码右移n位，可以将原网段划分成2^n个子网

超网

此时，我们再思考一个问题，刚才的实现是让120台主机在一个网段，等分出两个子网，那如果现在有400台主机要在一个网段呢？

首先子网划分当然可以做到这一点，但是一个能容纳400台主机的B类网段可以容纳6w+台设备，我们如果通过上面的方式，要划分很多次才能实现，这样显然比较麻烦，现在我们可以通过超网的方式更简单的实现这个需求，超网可将多个连续的同类网段联合在一起

就以上图为例，举例有200台设备在A192.168.0.0/24这个网段，有另外200台设备在B192.168.1.0/24这个网段

现在我们要让这400台设备在同一个网段可以这么做，我们将子网掩码左移一位变成23位，那么子网掩码变成23位后，就表示AB两个网段也由他们的前23位确定，第24位变成了主机位，那么整个主机位部分就变成了9位而不是8位，那么变成9位后，他的取值范围就变成了0 0000 0000~1 1111 1111转化成十进制就是0~511，这个网段的范围就是192.168.0.1~192.168.1.254,那么可容纳的主机也就变成了500+台

而这个合并后的网段就是192.168.0.0/23,因为网段的表示就是除了网络位，主机位全是0

那么我们来思考一个问题，192.168.0.255/23这个IP可以分配给主机吗？
首先我们想一下一个网段内分配IP时有两个IP不能用

主机位全0不能用，它表示网段
主机位全1不能用，它表示广播

这两个概念前文有说过，那么这个IP的第4部分主机位的8位全为1，那它是个广播地址吗？不是的，因为现在它的主机位是9位，这一位在第3部分，并且是0，那么它的主机位既不是全0，也不是全1，所以可以分配给主机使用
如果它是192.168.1.255/23,这样就不能分配给主机，因为它的主机位9位全为1，所以这是一个广播地址

那再看一个图

相信可以猜得到，这个其实就是4个网段合并的图例，将主机位左移2位，子网掩码变成了22位，主机位变成了10位，那么合并后的网段可以容纳的主机约就是4个网段的和，合并后的网段就是192.168.0.0/22，主机位范围就是192.168.0.1~192.168.3.254

那这么一看，合并网段也很简单，真的是这样吗？继续看下图

图上这两个网段A192.168.1.0/24和B192.168.2.0/24能合并吗？我们来分析下

A网段主机位左移一位后，子网掩码变成23位，主机位变成了9位，网络位变成了23位，那么他的网段表示是什么，就是主机位9位全0，就是192.168.0.0/23
B网段主机位左移一位后，子网掩码变成23位，主机位变成了9位，网络位变成了23位，但是它的第3部分第7位是1，所以即使他的主机为9位全为0，网段表示也是192.168.2.0/23

那么左移后AB的网段分别是192.168.0.0/23和192.168.2.0/23，显然不相等，所以他们不能合并

总结

那么网段合并有什么规律呢？其实记住3条就可以了

子网掩码左移n位，可以合并2^n个网段
要合并的网段必须是连续的
要合并的网段中，第一个网段的网络号能够被n整除

网络(2)–IP分类,网段确定