可变长子网掩码划分子网

### 使用VLSM进行子网划分

#### 子网需求分析
在网络规划阶段，首先要确定各个子网所需的主机数。这决定了每个子网所需的不同大小的子网掩码。通过合理分配不同长度的子网掩码给不同的子网，可以更高效地利用IP地址资源[^1]。

#### 计算子网数目和每种子网内的主机数量
对于每一个特定需求下的子网，计算其需要多少位用于表示网络部分以及剩余可用作主机标识的部分。例如，在IPv4环境中，如果某部门只需要容纳不超过30台设备，则可以选择借用5位作为额外的网络扩展位(/27)，这样该子网最多能提供30个有效主机地址（从`xxx.xxx.x.1`到`.30`），其中`.0`代表网络本身而`.31`则是广播地址[^2]。

#### 设计层次化的地址结构
采用自顶向下的方式设计整个企业的逻辑拓扑图，并据此安排各级别的子网范围及其对应的子网掩码长度。通常来说，核心层会拥有较大的连续地址块并使用较短的前缀；接入层面则针对具体工作组或物理位置设置较小规模但更为精细分割后的子网段[^3]。

#### 实际案例演示
假设有一个B类私有IP地址池 `172.16.0.0/16` 需要划分为多个具有不同容量要求的小型子网：

- **总部办公室**：预计连接超过800台计算机 -> `/22` （即借用了14位做为主机ID）

- 地址区间:`172.16.0.0 ~ 172.16.3.255`

- **研发部**：大约需支持约200个工作站 -> `/24`

- 地址区间:`172.16.4.0 ~ 172.16.4.255`

- **销售团队**：仅含不到50名成员 -> `/26`

- 地址区间:`172.16.5.0 ~ 172.16.5.63`

这种做法不仅能够满足各业务单元的实际联网需求，同时也避免了传统固定长度子网掩码方案可能导致的大面积浪费现象。

def calculate_vlsm(ip, prefix_length, required_hosts):
    import ipaddress
    
    network = ipaddress.ip_network(f"{ip}/{prefix_length}", strict=False)
    
    while True:
        possible_subnets = list(network.subnets(new_prefix=prefix_length))
        
        max_hosts_per_subnet = 2**(32-prefix_length)-2
        
        if max_hosts_per_subnet >= required_hosts or prefix_length == 30:
            break
            
        prefix_length += 1
        
    return f"Subnet with {max_hosts_per_subnet} hosts: {possible_subnets}"