子网掩码

IP 地址分门别类后，除去特殊的 D 、 E 两类，只有 3 种规格，灵活性仍然非常有限：

• A 类地址，用于大型网络，网络主机数可达 1600 万以上；
• B 类地址，用于中型网络，网络主机数可达 65000 以上；
• C 类地址，用于小型网络，网络主机数只有 254 ；

子网划分

A 类地址每个网络可以容纳多大 1600 万的主机，但哪个组织会有这么多主机呢？那么，能否将一个 A 类网络，划分成若干个更小的网络，分给更多的组织来使用呢？

以 10.0.0.0 这个网络为例，它是一个 A 类网络：第一个字节是网络号，其余字节是主机号，可以容纳超过 1600 万台主机。由于不可能有这么大的网络，为避免地址浪费，我们需要将它划分更小的子网来使用：

如上图，我们可以将主机号中的前两个字节拎出来作为 子网号 ，从而将其划分为多个子网。子网号长度决定子网个数，16 位的子网号意味着子网数达到 $2^{16} = 65536$ 个。

子网号	子网首地址（主机号全为0）	子网末地址（主机号全为1）
0000000000000000	10.0.0.0	10.0.0.255
0000000000000001	10.0.1.0	10.0.1.255
…	…	…
1111111111111111	10.255.255.0	10.255.255.255

子网号长度可以根据实际情况，灵活调整。那么，主机和网络设备，怎么知道一个 IP 地址，是否划分了子网呢？怎么知道一个 IP 地址实际的网络号呢？

我们可以用一个掩码，来记录 IP 地址中的网络号部分：

掩码位数与 IP 地址一样，1 表示该位属于网络号，0 表示该位属于主机号。如果你学过 C 语言，应该知道通过按位与操作 & ，掩码可以快速取出一个 IP 地址的网络号。

这就是所谓的 子网掩码 ，它也可以用 点分十进制表示法 来表示，用来描述 IP 地址的网络号部分。因此，子网 10.0.0.x 可以表示成 10.0.0.0/255.255.255.0 ；A 类网络 10.x.x.x可以表示成 10.0.0.0/255.0.0.0 。

实际上，描述网络号还有更简洁的方法：在 IP 地址后面加上斜杆和网络号的位数。例如：

• 10.0.0.0/255.255.255.0 可以表示成 10.0.0.0/24 ；
• 10.0.0.0/255.0.0.0 可以表示成 10.0.0.0/8 ；

第二种表示法其实更容易理解，因此也更为常用。试想，为确定 10.0.0.0/255.255.255.192 的网络号，需要先将子网掩码换算出二进制形式，再数一下 1 的位数，未免太繁琐了：

10.0.0.0/26 则明明白白告诉我们，这个地址网络号长度为 26 位。

超网合并

通过子网掩码，我们既能对大型网络进行划分，也能对若干小型网络进行合并，使其组成更大的网络。

假设我们有两个 C 类网段，192.168.0.0/24 和 192.168.1.0/24 ，但我们想组建一个可以容纳 500 台主机的网络，而不是两个只能容纳 250 台主机的网络，该怎么办呢？

网络（合并前）	网络号长度	主机号长度	容纳主机数	开始地址	结束地址
192.168.0.0/24	24	8	254	192.168.0.0	192.168.0.255
192.168.1.0/24	24	8	254	192.168.1.0	192.168.1.255

我们观察这两个网络，网络号的前 23 位都是一样的，只有最后一位不一样。因此，我们可以将网络号的最后一位挪出来，成为新网络主机号的一部分：

新网络的网络号长度少了 1 位；共 23 位；主机号多了 1 位，共 9 位，可以容纳 $2^9-2=510$ 台主机。

网络（合并后）	网络号长度	主机号长度	容纳主机	开始地址	结束地址
192.168.0.0/23	23	9	510	192.168.0.0	192.168.1.255

你可能已经注意到了，只有前缀相同的网络，才能进一步合并成更大的超网。

根据 IP 地址分类确定网络号长度，是互联网初期的做法，早已不用了。尽管如此，诸如 A 类、B 类、C 类这样的术语，仍沿用至今。我们能理解其中的意思即可。

现在 IP 地址可以根据实际网络拓扑灵活分配，需要子网掩码辅助确定网络号。掌握网络号、主机号、子网掩码这些概念，是进一步学习的前提。

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