划分子网和构造超网

1.子网的划分

从两级IP地址到3级IP地址

在前面我们所说的IP地址存在一些不合理性，比如说第一，IP地址空间的利用率有时候很低。

每一个A类地网络可连接的主机数超过1千万，而每一个B类地址网络可连接的主机数也超过6万。然而有些网络对链接在网络上的主机数量有限制。据统计，有半数B类网络号的主机都不超过50台，而这些单位并不愿意申请一个足够使用的C类地址。

第二，给每一个物理网络分配一个网络号会使路由表变得太大因而使网络性能变坏。

每一个路由器都应当能够从路由表查出应怎样到达其他网络的下一跳路由器。因此，互联网中的网络数越多，路由表的项目数就越多。这样，即使我们拥有足够的IP地址，也会使查找路由时耗费更多的时间，同时也使路由器之间定期交换的路由信息急剧增加，因而使得整个互联网的性能都下降了。

第三，两级IP地址不够灵活 。

有时候因为需要我们需要一个新的网络，但是，再申请到一个新网络的IP地址之前，新增加的网络是不可以在因特网上工作的。需要一个方法，可以随时灵活的增加本单位的网络，而不是去因特网管理机构去申请新的网络号。原来的两级IP无法做到这一点。

为解决上述问题，我们在IP地址中又增加了一个“子网号字段”。使两级IP地址 变成三级IP地址。这种做法叫做划分子网，或子网寻址或子网路由选择。划分子网已成为因特网的正式标准协议。

基本的思路如下:

（1）一个拥有许多物理网络的单位，可将所属的物理网络划分为若干个子网。划分子网纯属一个单位内部的事情。本单位以外的网络看不见这个网络是由多少个子网组成，因为这个单位对外仍然表现为一个没有划分子网的网络。

（2）划分子网的方法是从网络的主机号借用若干位作为子网号，而主机号也就相应的减少了若干位。于是，两级IP在本单位内部就变成了三级IP地址，即网络号，子网号，主机号。
IP地址={<网络号>,<子网号>,<主机号>}

（3）凡是从其他网络发送给本单位某个主机的IP数据报，仍然是根据IP数据报的目的网络号找到连接在本单位网络上的路由器。但此路由器在接收了数据报之后，再按照目的网络号和子网号找到目的网络的子网，将IP数据报交付给目的主机。

下面举个例子来说明子网的概念，如下图所示，拥有一个B类网络地址145.13.0.0，凡是目的地是该网络号的数据报统统都发到路由器R1上。



现在我们把上图所示的网络划分为3个子网，假定每个子网号占用8位，因此，再增加了子网号后，主机号就只有8位了，我们在这里规定所划分的三个子网分别是：145.13.3.0，145.13.7.0，145.13.21.0。在子网划分后，整个网络对外部表现仍为一个网络，其网络地址不变，但路由器R1收到数据报后，会将数据报转发给相应的子网。



总之，在划分子网之后，IP地址的因特网部分不变（网络号）

2.子网掩码

子网掩码帮助IP数据报到达路由器R1后转发给子网，子网掩码一般是由全1和全0组成，全1部分包括了网络号和子网号，全0部分包括了主机号。

子网掩码和IP地址的二进制数字逐位相“与”，就可以得到网络地址。