网络常识-子网掩码

子网掩码（Subnet Mask）是TCP/IP网络中用于划分网络地址和主机地址的关键参数，它与IP地址配合使用，能明确一个IP地址中哪些部分代表网络标识，哪些部分代表主机标识，从而实现网络的分段管理。

核心作用：划分网络与主机

IP地址（如IPv4的32位地址）由两部分组成：网络位（标识设备所在的网络）和主机位（标识网络内的具体设备）。子网掩码通过设定“网络位为1、主机位为0”的32位二进制数，来明确这两部分的边界。

例如：

• IP地址：192.168.1.100（二进制：11000000.10101000.00000001.01100100）
• 子网掩码：255.255.255.0（二进制：11111111.11111111.11111111.00000000）

通过子网掩码可知：

• 前24位（二进制中“1”的部分）是网络位，即该IP属于192.168.1.0网络；
• 后8位（二进制中“0”的部分）是主机位，可表示该网络内的主机（范围：192.168.1.1到192.168.1.254）。

其他重要功能

1. 判断设备是否在同一网段
   两台设备若要直接通信（不经过路由器），需处于同一网段。判断方法是：用各自的IP地址与子网掩码做“与运算”，结果相同则为同一网段。
   例：

   • 设备A：192.168.1.100 + 255.255.255.0 → 网络标识192.168.1.0
   • 设备B：192.168.1.200 + 255.255.255.0 → 网络标识192.168.1.0
     → 两者同一网段，可直接通信。

2. 控制网络规模
   子网掩码决定了一个网络中可容纳的最大主机数量。主机位的位数越多，可用主机数越多（计算公式：2^主机位数 - 2，减去网络地址和广播地址）。
   例：

   • 子网掩码255.255.255.0（主机位8位）→ 最大主机数：2^8 - 2 = 254
   • 子网掩码255.255.255.128（主机位7位）→ 最大主机数：2^7 - 2 = 126

3. 子网划分（减小广播域）
   大型网络中，过多主机在同一网段会导致广播风暴（如ARP请求、DHCP Discover等广播包泛滥），影响网络效率。通过子网掩码将大网络划分为多个小子网（子网划分），可缩小广播域，提升网络性能和安全性。
   例：将192.168.1.0/24（子网掩码255.255.255.0）划分为两个子网：

   • 子网1：192.168.1.0/25（掩码255.255.255.128），主机范围1-126
   • 子网2：192.168.1.128/25（掩码255.255.255.128），主机范围129-254

总结

子网掩码是IP地址的“搭档”，通过定义网络位和主机位的边界，实现了网络的分段管理、网段判断、规模控制和广播域优化，是TCP/IP网络通信的基础机制之一。