子网掩码与VLSM详解：划分与计算

"子网掩码和可变长子网掩码是IP网络划分中的关键技术，用于定义网络和主机部分。CIDR（无类别域间路由）是子网掩码的一种扩展，允许更灵活的IP地址分配。" 子网掩码，全称为“子网网络掩码”，在网络层中扮演着至关重要的角色。它与IP地址配合使用，用于标识IP地址中的哪些位代表网络部分，哪些位代表主机部分。子网掩码通常以255.255.255.0这样的形式出现，其每一位要么是255（对应IP地址的网络部分），要么是0（对应IP地址的主机部分）。在C类IP地址中，默认子网掩码为255.255.255.0，表示一个子网中有254个可用的主机地址。 可变长子网掩码（Variable Length Subnet Mask，VLSM）是对传统固定长度子网掩码的改进。VLSM允许网络管理员根据实际需求分配不同大小的子网，而不是局限于固定的子网大小。例如，如果需要创建一个容纳5个IP地址的子网，至少需要8个IP地址（因为网络地址和广播地址不可用）。在这种情况下，子网掩码应该是256 - 8 = 248，即/24的CIDR表示法。通过这种方式，网络管理员可以更有效地利用IP地址空间。 CIDR（Classless Inter-Domain Routing）是VLSM的一种表示方式，它不再依赖传统的A、B、C类地址划分，而是通过斜杠后的数字（如/24）来表示网络前缀的位数。在CIDR体系下，IP地址100.100.100.100/24的网络前缀是24位，意味着在32位的IP地址中，前24位表示网络部分，剩下的8位表示主机部分。计算网络地址和广播地址时，可以将IP地址与子网掩码进行逻辑与运算（AND操作），得到网络地址；而广播地址通常是网络地址加上子网掩码中所有1的补码。 例如，对于IP地址100.100.100.100和子网掩码255.255.255.240（/28），每个子网有16个地址，其中第一个是网络地址，最后一个是广播地址。100除以16等于6余4，这意味着100.100.100.100在16 * 6 = 96和16 * 7 = 112之间，因此它的网络地址是96，广播地址是111。因此，这个IP地址所在的子网范围是100.100.100.96到100.100.100.111。 子网掩码和VLSM/CIDR是现代网络中管理IP地址和路由的关键工具，它们提供了对IP地址空间的精细控制，有助于优化网络规划和避免IP地址的浪费。理解这些概念对于网络管理员来说至关重要，因为它们直接影响到网络的效率和扩展性。