子网划分指南

IPv4 地址是 32 位，子网掩码也是 32 位，形式是一串 1 后面跟一串 0。掩码为 1 的位置属于网络标识，为 0 的位置属于主机。子网划分里其它所有内容，都只是这个划分的推论。

地址      192.168.1.100   11000000.10101000.00000001.01100100
掩码      255.255.255.224 11111111.11111111.11111111.11100000
AND       ----------------  --------------------------------
网络地址  192.168.1.96    11000000.10101000.00000001.01100000

广播地址 = 网络地址 OR (NOT 掩码)
          192.168.1.127   11000000.10101000.00000001.01111111

两次按位运算就能得到全部信息。网络地址是地址与掩码做 AND，把所有主机位清零；广播地址是把所有主机位置 1 后的网络地址，等价于地址 OR 通配符掩码。路由器每一次转发决策做的正是这件事。

每次都转成二进制太慢。块大小法只用十进制算术就能得到同样的答案，用过几次之后你就能在脑子里划分子网。

1. 找出关键字节 —— 掩码既不是 0 也不是 255 的那个字节。
2. 块大小 = 256 −（该位置的掩码字节）
3. 用掩码字节反复减块大小，得到各子网边界；
   或者把地址字节除以块大小并向下取整。
4. 网络地址   = 边界值（主机位全 0）
   广播地址   = 边界值 + 块大小 − 1（主机位全 1）
   可用地址   = 网络地址 + 1 到 广播地址 − 1

注意前三段字节完全没有被改动。/26 永远不会跨越字节边界，所以只有最后一个字节会变 —— 这正是这套方法在日常使用的那些前缀上如此快的原因。

常用前缀只需要记住六个。每个都等于 256 减去掩码字节，而且随着前缀变长依次减半。

注意掩码字节的规律：128、192、224、240、248、252。每个都是前一个值加上剩余空间的一半，每走一步网络部分就多一位。记住这个数列，掩码就和前缀一样熟悉了。

从需求倒推。先为网络地址和广播地址加上两个，再找出能覆盖总数的、最小的 2 的幂。

VLSM 规划器可以一次性对整份需求清单完成这种尺寸计算，并按从大到小分配，保证互不重叠。

• 正好卡着需求划。按你今天拥有设备数的精确值来划分子网，就容不下一台新打印机，更别说再加一台交换机。永远向上取到下一个 2 的幂，关键网段甚至可以考虑再大一档。
• 主机范围差一个。首个可用地址是网络地址加一，最后可用地址是广播地址减一。对 192.168.1.96/27 来说是 .97 到 .126 —— 而不是 .96 到 .127。
• 让子网偏离块边界。/27 必须从 32 的整数倍开始。192.168.1.96/27 合法；192.168.1.100/27 不合法，它会同时与 .96 和 .128 两个块重叠。
• 数地址时忘了那两个保留地址。十条 /30 链路占用 40 个地址（4 × 10），但只提供 20 个可用地址，不是 40 个。
• 点对点链路上用 /24。两台路由器之间用 /24 会浪费 252 个地址。RFC 3021 的 /31 零浪费，/30 浪费两个。
• 掩码与通配符写混。通配符是掩码的按位取反。在 Cisco ACL 里，只有通配符为 0 的那些位才必须匹配，这与掩码的约定正好相反。

用 子网计算器 练手 —— 它在每个结果旁边都给出二进制推算，方便你对照自己手算的结果。CIDR 参考表覆盖 /0 到 /32 的每一个前缀，而 VLSM 设计指南接着本页往下讲：如何从一个地址块里划分出大小不一、互不重叠的子网。