淺談《計算機網絡技術》課程中子網劃分的“一個中心、兩種方法”

劉欽濤

【摘 要】子網劃分是計算機網絡管理者最基本的技能，在網絡規劃和搭建中起著重要的作用。在網絡專業的教學中，子網劃分是師生教與學的重點和難點。論文以“子網掩碼”為中心，用“表格法”和“口訣法”突破子網劃分教與學的難點，對學生考級考證及實訓有很大的幫助。

【Abstract】Subnetting is the most basic skill of computer network managers， it plays an important role in network planning and construction. In the teaching of network specialty， the subnetting is the key and difficult point of teaching and learning between teachers and students. This paper takes "subnet mask" as the center， and uses "table method" and "pithy formula method" to break through the difficulties in subnet teaching and learning， which is of great help to students' grade examination and practical training.

【關鍵詞】子網劃分；子網掩碼；表格法；口訣法

【Keywords】 subnetting； subnet mask； table method； pithy formula method

【中圖分類號】TP393；G712 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-1069（2019）04-0107-02

1 引言

子網劃分是在邏輯層面上將一個比較大的網絡劃分成若干個小的網絡[1]。子網劃分可避免網絡地址和帶寬的浪費，提高網絡性能。掌握子網劃分方法，對計算機網絡管理者和規劃者來說是很重要的。在計算機網絡專業的教學中，需要學生熟練掌握和運用。因涉及知識多，步驟繁，易出錯，是教與學的難點。經過多年實踐研究，確立以“子網掩碼”為中心，采用“表格法”和“口訣法”，對突破教與學的難點、對學生考級考證及實訓大有裨益。

2 子網劃分的中心——“子網掩碼”

子網掩碼又叫網絡掩碼、子網絡遮罩，用來判斷一個IP地址所對應的網絡地址。對于A、B、C類IP地址，缺省的即沒有進行子網劃分沒有借位的子網掩碼分別為255.0.0.0，

255.255.0.0，255.255.255.0。

因子網劃分是通過借用IP地址主機號的高位來充當子網地址的，因此可得出這樣的結論：若劃分了子網，向主機號借位了，子網掩碼就肯定改變，且從變化量上可算出子網個數及借位數。子網掩碼的重要性還在于：將子網掩碼和IP地址進行與運算，可得出IP的網絡地址，并推算出廣播地址及主機地址；子網劃分是靠子網掩碼來實現的，所以學習子網劃分就要緊緊圍繞“子網掩碼”這個中心，掌握它的規律，就可掌握子網劃分的精髓。

以借3位主機號為例，解釋C類地址子網掩碼的變化。

因從主機號的最左邊借了3位，網絡號變成27位（24+3），主機號變成5位（8-3）。新的子網掩碼由255.255.255.0變為255.255.255.224（（11100000）2=27+26+25=224）。

下面兩種方法都是圍繞子網掩碼這個中心展開的。

3 表格法

表格法適用于給定要劃分子網數的情況。先根據要劃分的子網數n，用公式n≤2m算出需向主機號借用的位數m，然后將借用這幾位的位權相加算出子網掩碼的變化量，接著將借用最低位的位權確定為子網間的跨步，最后套用表1可使問題迎刃而解。為了便于理解問題，表1的列標題和位置最好保持不變。

下面說明使用方法：

例：把C類網絡192.168.1.0劃成8個子網，請算劃分后的子網掩碼、每個子網的網絡地址和廣播地址及主機地址、主機數是多少？

表1中編號列的內容是根據要劃分的子網數確定的。本題要劃成8個子網，所以編號列的內容是1～8。

表1中子網號列的內容是借用二進制位數的排列組合。公式n≤2m中n=8，m=3，即要劃分8個子網，至少要借用主機號中的高3位二進制位來做子網號，主機號只能用低5位來表示。這3位二進制數的排列組合000、001、010、011、100、101、110、111就構成子網號列的內容。

網絡地址列的內容是表格中其他數據的基礎。因借的高3位的位權分別是128、64、32，所以子網掩碼變為255.255.255.224。這三位的最低位權為32，因此可確定這8個子網間的跨步為32。第1、2、3、4、5、6、7、8個子網的網絡地址就分別為192.168.1.0、32、64、96、128、160、192、224。

廣播地址列的內容填寫很簡單，因 IP地址是連續的，第1個子網的廣播地址就是第2個子網的網絡地址的主機號減1得到的。第2個子網的網絡地址是192.168.1.32 ，那么第1個子網的廣播地址就是192.168.1.31。同理可推導出其他子網的廣播地址。

由于網絡地址和廣播地址不能用作主機地址，所以主機地址列的內容就是去掉網絡地址和廣播地址的中間部分。如第1個子網的網絡地址為192.168.1.0，第1個子網的廣播地址就是192.168.1.31，那么“砍頭去尾”剩的中間部分192.168.1.1～192.168.1.30就是合法的主機地址，此時主機號上有30個連續數字，子網主機數就是30，結果見表2。

表2中IP地址是連續的，成S型排列。

4 口訣法

口訣法適用于已知IP和子網掩碼的情況。口訣的內容是：“網得魚，腌得味，要廣播，去頭尾，最合法”。這5句3字口訣講述了一個慷慨的漁民打魚、腌魚、通知大家吃魚的故事，蘊藏著子網劃分的奧秘。解釋如下：

①網得魚，是“網得與”的諧音，意是網絡地址的獲得需要與運算，IP和子網掩碼與運算的結果是網絡地址。

例：求IP 192.168.100.20 子網掩碼255.255.255.240所在的網絡合法主機地址范圍。

算合法的主機地址，先要算IP所在的網絡地址。根據口訣，該網絡地址該是192.168.100.20 和 255.255.255.240相與的結果，得出網絡地址是192.168.100.16。

②腌得味，是“掩得位”的諧音，是從子網掩碼中得到網絡號的二進制位數和主機號的二進制位數。

該題的子網掩碼是255.255.255.240，不是缺省的，說明有借位。由于240=128+64+32+16，可得從主機號借的二進制位數是4。因該IP為C類，所以借位后網絡號的二進制位數是24+4=28，主機號的二進制位數是8-4=4。

③要廣播，是“幺廣播”的諧音，幺就是1，意是廣播地址是要把IP中主機號的二進制位全部置為1。

題中網絡地址是192.168.100.16，把主機號的4位二進制位全部置為1（（1111）2=15）可得出廣播地址是192.168.100.31（16+15）。

④去頭尾，最合法。魚的頭尾少肉，除去最合理。同理子網的全部IP是從網絡地址到廣播地址。網絡地址最小相當于魚尾，廣播地址最大相當于魚頭，最合法的主機地址就是砍去廣播地址的頭，去掉網絡地址的尾得到的。

本題網絡地址是192.168.100.16，廣播地址是192.168.100.31。根據口訣，去頭尾得到最合法的主機地址是192.168.100.17～30，有14個合法的IP可分配。

將抽象虛擬的子網劃分化成四句口訣，形象有趣，容易記，對學生掌握子網劃分的技能起到了很好的作用。

【參考文獻】

【1】寧芳露，楊旭東.網絡互聯及路由器技術教程與實訓[M].北京：北京大學出版社，2008.