IP网络工程师需要详细了解IP子网的运作方式——但这一主题往往没有得到很好的传授，最终学生们也感到很困惑。George Ou采用一种简单的图形式方法，有效说明了IP子网知识。
IP子网是IP网络工程师应该了解的基本主题，但以前学生掌握这方面的知识总是有困难。这些年来，由于子网知识从未以一种易于理解的方式加以解释，我看到学生们在学校及实践中遇到子网问题时，总是觉得很困难。使用我自己的图形式方法和计算器捷径，我已经帮助许多人学会子网知识，我把所有这些经历记录在本文中。
IP地址与子网
虽然IP代表网络协议，但它也是最小型私有网络和大规模全球互联网所使用的通信协议。IP地址是IP网络中某个单独设备的唯一标识符。IP由一个32位数字构成，其值在0到4294967295之间。这意味着理论上互联网可以包含约43亿个唯一的对象。但为使这个大型地址块更易于处理，我们将它划分成四个8位的数字，或叫做“8位数组”，每个数组用句号隔开。由于32位的二进制数太长无法阅读，所以将它转换为4个256进制的数字。8位数组由0到255之间的数字组成。下面的数字说明IP地址如何递增。
0.0.0.0
0.0.0.1
...increment 252 hosts...
0.0.0.254
0.0.0.255
0.0.1.0
0.0.1.1
...increment 252 hosts...
0.0.1.254
0.0.1.255
0.0.2.0
0.0.2.1
...increment 4+ billion hosts...
255.255.255.255
子网一词是子网络的简称——大型网络中的小型网络。其中不再细分的最小子网被称作单独“广播域”，它直接连接到以太网交换器上的一个单独的局域网段中。广播具有重要的作用，因为它是网络中的设备直接与彼此的MAC地址通信的地方；MAC地址不通过几个子网，更不用通过整个互联网路由。
MAC地址通信仅限于小型网络，因为它们要依靠ARP广播来认路。只有在广播流量的数量以纯粹的广播噪音降低整个网络前，广播才可进行测量。因此，多数常见的最小子网为8位，或正好为一个8位数组，虽然它可以更小或稍大一些。
子网分别有一个起点与终点，起始的数字一般为偶数，而终点的数字通常为奇数。起点数字为“网络ID”，而终点数字为“广播ID”。由于这些数字具有特别用途下的特殊意义，所以这些数字被禁止使用。
网络ID是一个特定子网的正式称呼；终点数字是子网监听的每个设备的广播地址。任何时候你想引用子网，可以指向它的网络ID和子网掩码（它定义子网的大小）；任何时候希望向子网上的每个用户发送数据（如多点传送），把它发送到广播ID上。稍后，我将一种简单的数学及图形方式，说明如何确定网络与广播ID。
图形化子网标尺
这些年来，当我看到人们艰难地学习IP子网知识时，就希望找到一种简单的方法来教授这一主题。我很快意识到许多IT专业的学生缺乏必要的数学知识，所以难以掌握二进制数字的概念。为帮助他们填补这方面的空白，我设计出图形式的方法来说明子网，如图A所示。在这个例子中，我们将看到由10.0.0.0到10.0.32.0这一组IP地址。注意：10.0.32.0这个结尾的IP地址本身又是下一个子网的起点。这个网络以它前面的IP地址10.0.31.255结束。
图A
注意每增加一位，子网的长度增加一倍，主机数目也增加一倍。最小的核对符号为8位，它包含带256台主机的子网——但既然你不能使用第一个和最后一个IP地址，实际上网络中只有254台可用的主机。计算子网中有多少台主机的最简单方法是取2的位数次方，再减去2。上升到9位，就有多达510台可用的主机，因为2的9次方等于512，且起始与终点的主机不计算在内。继续上升到13位，就得到8190台可用主机，如上图整个标尺所示。
|
|
|
|
|
|
|
|
|
