隨著信息時代的來臨，越來越多的機關、企業和學校紛紛組建網絡，并且接入Internet。在建設網絡的過程中，必需處理IP地址的申請與IP地址在單位內部的分配問題，而子網掩碼的設置是內部分配IP地址中非常重要的一個環節。許多網絡管理人員在IP地址分配的問題上總會遇到這樣或那樣的問題。實際上，只要在子網掩碼上做一些小動作，就可以做到既節約IP地址資源，又提高網絡尋址效率。下面我們用實例來說明。
一、IP地址和子網掩碼
---- Internet上的每臺計算機以及交換機和路由器等網絡設備都被稱為主機，都有一個IP地址用來惟一標識自己。
---- 現在IP地址使用IPv4的格式，即長度為4字節，共32比特。一般情況下，表示IP地址時按字節分成4個部分，各部分之間用逗號隔開，每部分的數字用十進制表示。例如，一個IP地址可以是202.197.96.2。在實際應用中，往往又把IP地址分為網絡地址和主機地址兩部分。根據網絡地址和主機地址所占位數的不同，IP地址有A、B和C等幾類，分別用于大、中、小型網絡。
---- 我們來分析一下，如果所有機器的IP地址都由一個機構管理，那么按照目前的IP地址格式，這就意味著該機構要管理36億多個IP地址。實現如此巨大的管理開銷，既非常困難也沒有必要。實際上，國際互聯網信息中心只分配網絡地址，每臺主機的IP地址由下一級的機構自行分配與管理。而子網掩碼的引入就是用于屏蔽IP地址的一部分以區別網絡標識和主機標識，并說明該IP地址是在局域網上，還是在遠程網上。如果是在局域網上信息包就直接送往集線器或交換機，如果是在遠程網上信息包就送到網關或路由器。所以設置好子網掩碼可以提高網絡尋址的效率。
子網掩碼的工作方法
---- IP協議標準規定子網掩碼也是一個32比特的地址碼，在用二進制表示的時候，位數“1”代表網絡地址，位數“0”代表主機地址。把子網掩碼與IP地址碼做與（AND）操作，得到的就是網絡地址。例如，IP地址為202.197.96.2，子網掩碼為255.255.255.0，我們可以按如下方法計算該IP地址的網絡地址。
---- 寫成十進制為202.197.96.0，這就是該IP地址所在的網絡地址。
---- 通常在子網掩碼中，1和0連續的，即沒有1和0交替的情況。下面分別是A、B和C三類網絡的缺省子網掩碼：A類為255.0.0.0；B類為255.255.0.0；C類為255.255.255.0。
二、使用子網掩碼劃分網絡
---- 在實際應用中，企業可能會有多個分布在各個不同地區的網絡，而每個網絡的主機數量并不很多，如果申請多個網絡地址，就會造成IP地址資源的浪費，并且很不經濟。如果我們不使用缺省的子網掩碼，而是另外設置子網掩碼，便可以把網絡進一步劃分成子網，在只申請少量網絡地址的基礎上解決多個局域網的不同標識問題。請看下面的例子。
---- 某企業只有一個C類網絡地址，即202.197.96，卻有若干個車間和部門要求使用。如果使用缺省的子網掩碼，則所有計算機都在同一個子網中，尋址效率就會很低，各部門使用起來也不方便。在不另外申請IP地址資源的情況下，我們只要巧妙地設置一下子網掩碼就能解決問題。我們改設它為255.255.255.224，224的二進制為11100000，即把主機ID的高3位拿出來作為進一步劃分子網的標識，這3位共有000、001、010、011、100、101、110、111等8種組合，除去000（代表本身）和111（代表廣播），還有6種組合，也就是可提供6個子網，它們的IP地址的最后一個字節如表1所示（前3個字節還是202.197.96）。
---- 以上所有IP地址經過子網掩碼屏蔽后得到的網絡地址（前3個字節）都是202.197.96，但第4個字節卻不一樣，這樣就實現了對外（Internet部分）只用一個網絡地址、對內（Intranet部分）有多個局域網，且每個網絡都支持30臺主機。
三、進一步劃分網絡
---- 下面給出進一步劃分網絡時設置子網掩碼的方法。
- 假設要劃分的子網數目為y，求大于等于log2的最小正整數z。例如，要劃分的子網數目為y=5，log25>2，向上取整得z=3。
- 將所確定的z值按占用主機地址高z位后轉換為十進制。例如，z為3時，主機地址的后10位為11100000，轉換為十進制是224，即為最終確定的子網掩碼。
- 如果是C類網，則子網掩碼為255.255.255.224；如果是B類網，則子網掩碼為255.255.224.0；如果是A類網，則子網掩碼為255.224.0.0。
- 子網個數y與占用主機地址位數z有如下等式成立：2z=y。
---- 我們會經常遇到各個網絡中主機數不等的情況。實際上子網中的主機數不必均分，只要掩碼設置正確即可。利用上面的例子，有一個C類網絡地址為202.197.96，要分為5個網段，其中4個網絡要求支持少于30臺主機，1個要求支持多于32臺主機。
---- 解決方法：對上例中的子網掩碼稍作調整，不把所有的子網掩碼都設置成一樣，見表2。
---- 子網掩碼中，224的二進制為11100000，192的二進制為11000000，后者主機占位6位，可支持2的6次方， 64－2=62臺主機，這樣就實現了不等長網的劃分。
五、無類網絡的子網掩碼設置
---- A、B和C這3類網絡適用于不同規模的大、中、小型網絡，在申請IP地址時考慮到IP地址資源的緊張以及經濟性等因素，一般企業只申請C類地址。這就意味著企業網中最多只能支持254臺主機，但有時需求會大大超過這一數字，那么應該如何處理這個問題呢？
---- 實際上，在填寫IP申請表時，有一項為“host-bits:”，它可用無類網絡技術提供更多的主機地址。在C類網絡中，主機地址占用IP地址中第4個字節的8個位，使用無類網絡技術，主機地址可擴張到第3個字節。下面是一個具體的實例。
---- 有一個網絡主機數達到700臺，而700大于2的9次方512，小于2的10次方1024，那么在填表時就應該填寫：host-bits=10。假設申請到的網絡地址為202.197.96到202.197.103，那么可以如表3設置子網掩碼，以使一個網絡支持主機數達到700臺。
---- 在表3的前3行中，子網掩碼252用二進制表示為11111100，網絡地址96用二進制表示為01100000，97用二進制表示為01100001，98用二進制表示為01100010。它們與子網掩碼做與運算后，得到的網絡地址都是202.197.96，這就意味著在同一個子網中，信息包在網絡內部傳遞而無需送往網關。此網絡共支持254×3=762臺主機。
---- 通過上面的例子，我們可以更靈活地運用子網掩碼。多年來，IP協議一直在升級與完善，目的就是為了能夠更加有效的使用。只要充分掌握它的規則，就能滿足各種需求。IPv4已為我們服務了多年，新的IPv6又將投入使用，因此我們需要不斷學習，盡量利用新技術提高工作效率。
