第 4 章子网划分与 CIDR ★ · 计算机网络

4.1 掩码在切什么：二进制视角（本节最重要）

先看懂这一节，后面所有公式都是自然结果，不用死记。

一个 IPv4 地址是 32 位。192.168.1.100 这种十进制写法只是给人看的，计算机看到的是 32 位二进制：

192      168        1        100
11000000 10101000 00000001 01100100

问题来了：这 32 位里，从哪一位开始是主机号？地址本身不告诉你。掩码就是用来切这一刀的：

掩码中 1 的位置 = 网络号；
掩码中 0 的位置 = 主机号。

/24 的意思就是"前 24 位是网络号"，所以掩码 = 24 个 1 + 8 个 0 = 255.255.255.0。

地址   11000000 . 10101000 . 00000001 . | 01100100
掩码   11111111 . 11111111 . 11111111 . | 00000000
       <------- 网络 24 位 ---------->    <- 主机 8 位 ->

子网划分的动作只有一句话：从主机号里借几位，当成网络号用。借 3 位，就是把后面 8 位中的前 3 位划给网络：

原 /24:  11000000 . 10101000 . 00000001 . | 00000000    主机 8 位 → 256 个地址
/27:     11000000 . 10101000 . 00000001 . 111 | 00000    主机 5 位 → 32 个地址
                                          ^^^
                                        借走 3 位

借 3 位 → 能表示 2³ = 8 种组合 → 划出 8 个子网；
主机位剩 5 位 → 每子网 2⁵ = 32 个地址 → 可用 30 个。

↑ 返回顶部

4.2 三个必须会算的地址

给定"IP + 掩码"，要能秒答这三个地址。考试就考这个。

名称	怎么算	能不能给主机用
网络地址	主机位全 0（IP AND 掩码）	❌ 不能
广播地址	主机位全 1	❌ 不能
可用主机地址	网络地址 + 1 ~ 广播地址 − 1	✅ 能

由此推出必背公式

每个子网可用主机数 = 2^主机位数 − 2（减掉的 2 就是网络地址和广播地址）。

IP 地址 32 位中网络位与主机位的划分示意图 — 图 4-1　32 位地址的划分：借位就是把主机位的最高几位划归网络位

掩码速查表（背下来，考场直接查用）：

CIDR	掩码	主机位	子网内地址数	可用主机数
/24	255.255.255.0	8	256	254
/25	255.255.255.128	7	128	126
/26	255.255.255.192	6	64	62
/27	255.255.255.224	5	32	30
/28	255.255.255.240	4	16	14
/29	255.255.255.248	3	8	6
/30	255.255.255.252	2	4	2

↑ 返回顶部

4.3 步长法：30 秒出答案的捷径

考场上不要手算二进制，用步长法一步定位子网段。

最省事的算法：算"步长"。步长 = 256 − 掩码最后一段。比如 /26 → 256 − 192 = 64。于是子网起点就是 0、64、128、192 这样每隔 64 跳一次。

步长 = 2^主机位 = 256 − 掩码最后一段

为什么 256 − 掩码最后一段 = 步长？（把来源搞懂就永远不会把"步长"和"可用主机数"记混）

掩码 /27 = 255.255.255.224，最后一段 224 = 11100000₂，前 3 个 1 正是借走的那 3 位。一个子网占满"这 3 位固定、后面 5 位随便变"的全部组合，也就是 2⁵ = 32 个地址。而 256 − 224 = 32 —— 这两个数永远相等，因为掩码最后一段里"0 的个数"就等于主机位数。

掩码最后一段	二进制	主机位	步长（= 每段地址数）	可用主机数
128	10000000	7	128	126
192	11000000	6	64	62
224	11100000	5	32	30
240	11110000	4	16	14
248	11111000	3	8	6
252	11111100	2	4	2

划分公式（要划分子网时用）

子网个数 = 2^n（n = 借的位数）
每个子网可用主机数 = 2^(原主机位 − n) − 2
新掩码前缀 = 原前缀 + n；步长 = 256 − 新掩码最后一段

易错

步长 ≠ 可用主机数：/26 步长 64，可用主机 62。
掩码最后一段不是 0 或 128 时，必须算步长，不能凭感觉猜子网起点。

↑ 返回顶部

4.4 例题演示（三类题型各一道）

这三道就是考场上会出现的全部花样，每步都写清楚，照抄思路即可。

例题 1 · 把网络划成指定数量的子网

把 192.168.1.0/24 划分为 8 个子网。

要 8 个子网 → 2ⁿ = 8 → 借 3 位（n=3）；
新前缀 = 24 + 3 = /27，掩码 = 255.255.255.224；
每个子网主机数 = 2^(8−3) − 2 = 2⁵ − 2 = 30；
步长 = 256 − 224 = 32 → 子网起点：0、32、64、96、128、160、192、224（正好 8 个 ✓）；
第 3 个子网（起点 64）：
- 网络地址：192.168.1.64
- 可用主机：192.168.1.65 ~ 192.168.1.94
- 广播地址：192.168.1.95

例题 2 · 给 IP 和掩码，求三个地址

IP = 192.168.10.130，掩码 = 255.255.255.192（/26）。

步长 = 256 − 192 = 64 → 子网段：0–63、64–127、128–191、192–255；
130 落在 128–191 这一段；
所以：网络地址 192.168.10.128；广播地址 192.168.10.191；可用主机 192.168.10.129 ~ 192.168.10.190。

关键动作：先数出 130 落在哪个"64 段"里。这一步比背公式重要。

例题 3 · 判断是否同一子网

192.168.1.65/26 和 192.168.1.130/26 在同一子网吗？

65 → 落在 64–127 段 → 子网 192.168.1.64；
130 → 落在 128–191 段 → 子网 192.168.1.128；
不在同一子网。

课堂练习（4 题）

把 172.16.0.0/16 划分成 4 个子网，新掩码是什么？每个子网可用主机数是多少？答：借 2 位 → 新前缀 /18，掩码 255.255.192.0；每子网 2^(16−2) − 2 = 16382 个可用主机。
IP = 10.10.10.200，掩码 255.255.255.224（/27），网络地址和广播地址分别是？答：步长 32 → 200 落在 192–223 段；网络地址 10.10.10.192，广播地址 10.10.10.223。
192.168.5.100/28 的网络地址和可用主机范围是？答：步长 16 → 100 落在 96–111 段；网络地址 192.168.5.96，可用主机 192.168.5.97 ~ 192.168.5.110，广播 192.168.5.111。
一个子网掩码是 255.255.255.248，这个子网最多能接几台主机？答：/29，主机位 3，2³ − 2 = 6 台。

↑ 返回顶部

4.5 CIDR 与超网：反向操作

把多个小网"合并"成一个大网，概念题为主。

CIDR（无类别域间路由）用 /n 的写法直接标明网络位数，不再按 A/B/C 类的固定划分。既然可以借位切细（子网划分），当然也可以"并网"（超网 / 路由聚合）：把几个连续的小网段合并成一条更大的路由，减少路由表条目。

超网示例：把 192.168.0.0/24、192.168.1.0/24、192.168.2.0/24、192.168.3.0/24 合并
                       ↓
              192.168.0.0/22  （一条路由顶四条）
说明：0 与 3 的二进制前 22 位相同 → 可以合并为 /22

判断能否合并的口诀

看网络号前缀相同的位数：能合并成几条路由取决于共同前缀的长度（合并后前缀变短）。
子网划分 = 前缀变长（切细）；超网聚合 = 前缀变短（合并）。

课堂练习（2 题）

CIDR 写法 /26 表示什么？答：前 26 位是网络位，对应掩码 255.255.255.192，每子网 64 个地址、62 个可用主机。
192.168.4.0/24 和 192.168.5.0/24 能合并成什么？答：可以合并为 192.168.4.0/23（第三段 4 与 5 的最低位不同，其余相同）。

↑ 返回顶部