參考博客:https://blog.csdn.net/jason314/article/details/5447743
一、 子網掩碼的概念及作用
子網掩碼 (subnet mask) 又叫網絡掩碼、地址掩碼、子網絡遮罩，是一個應用於 TCP/IP 網絡的 32 位二進制值。它可以屏蔽掉 IP 地址中的一部分，從而分離出 IP 地址中的網絡部分與主機部分，基於子網掩碼，管理員可以將網絡進一步划分為若干子網。它必須結合 IP 地址一起使用。
二、 為什么需要使用子網掩碼
雖然我們說子網掩碼可以分離出 IP 地址中的網絡部分與主機部分，可大家還是會有疑問，比如為什么要區分網絡地址與主機地址？區分以后又怎樣呢？那么好，讓我們再詳細的講一下吧！
在使用 TCP/IP 協議的兩台計算機之間進行通信時，我們通過將本機的子網掩碼與接受方主機的 IP 地址進行 ' 與 ' 運算，即可得到目標主機所在的網絡號，又由於每台主機在配置 TCP/IP 協議時都設置了一個本機 IP 地址與子網掩碼，所以可以知道本機所在的網絡號。
通過比較這兩個網絡號，就可以知道接受方主機是否在本網絡上。如果網絡號相同，表明接受方在本網絡上，那么可以通過相關的協議把數據包直接發送到目標主機；如果網絡號不同，表明目標主機在遠程網絡上，那么數據包將會發送給本網絡上的路由器，由路由器將數據包發送到其他網絡，直至到達目的地。在這個過程中你可以看到，子網掩碼是不可或缺的！
三、 如何用子網掩碼得到網絡 / 主機地址
既然子網掩碼這么重要，那么它是如何分離出 IP 地址中的網絡地址和主機地址的呢？
過程如下：
1. 將 IP 地址與子網掩碼轉換成二進制；
2. 將二進制形式的 IP 地址與子網掩碼做 ' 與 ' 運算，將答案化為十進制便得到網絡地址；
3. 將二進制形式的子網掩碼取 ' 反 ' ；
4. 將取 ' 反 ' 后的子網掩碼與 IP 地址做 ' 與 ' 運算，將答案化為十進制便得到主機地址。
下面我們用一個例子給大家演示：
假設有一個 I P 地址： 192.168.0.1
子網掩碼為： 255.255.255.0
化為二進制為： I P 地址 11000000.10101000.00000000.00000001
子網掩碼 11111111.11111111.11111111.00000000
將兩者做 ' 與 ' 運算得： 11000000.10101000.00000000.00000000
將其化為十進制得： 192.168.0.0
這便是上面 IP 的網絡地址，主機地址以此類推。
小技巧：由於觀察到上面的子網掩碼為 C 類地址的默認子網掩碼（至於為什么，可看后面的子網掩碼分類就明白了），便可直接看出網絡地址為 IP 地址的前三部分，即前三個字節，主機地址為最后一部分。
解惑：
什么？你還是不懂？問我為什么要做 ' 與 ' 運算而不是別的？其實你仔細觀察一下上面的例子就應該能明白。
'1' 在做 ' 與 ' 運算時，保存對應項結果， '0' 在做 ' 與 ' 運算時，將對應項清零，利用 ' 與 ' 的這個特性，當管理員設置子網掩碼時，即將子網掩碼上與網絡地址所對應的位都設為 '1', 其他位都設為 '0', 那么當作 ' 與 ' 時， IP 地址中的網絡號將被保留到結果中，而主機號將被置 0 ，這樣就解析出了網絡號，解析主機號也一樣，只需先把子網掩碼取 ' 反 ', 再做 ' 與 '。
四、 子網掩碼的分類
1 ）缺省子網掩碼：
即未划分子網，對應的網絡號的位都置 1 ，主機號都置 0 。
A 類網絡缺省子網掩碼： 255.0.0.0
B 類網絡缺省子網掩碼： 255.255.0.0
C 類網絡缺省子網掩碼： 255.255.255.0
2 ）自定義子網掩碼：
將一個網絡划分為幾個子網，需要每一段使用不同的網絡號或子網號，實際上我們可以認為是將主機號分為兩個部分：子網號、子網主機號。 形式如下：
未做子網划分的 IP 地址：網絡號＋主機號
做子網划分后的 IP 地址：網絡號＋子網號＋子網主機號
也就是說 IP 地址在划分子網后，以前的主機號位置的一部分給了子網號，余下的是子網主機號。
五、子網編址技術
前面幾點介紹了子網掩碼的一些知識，下面我們來看看子網划分，不要認為子網划分與子網掩碼沒有關系喲，子網划分也是靠子網掩碼來實現的。
子網划分說白了是這樣一個事情：因為在划分了子網后， IP 地址的網絡號是不變的，因此在局域網外部看來，這里仍然只存在一個網絡，即網絡號所代表的那個網絡；但在網絡內部卻是另外一個景象，因為我們每個子網的子網號是不同的，當用化分子網后的 IP 地址與子網掩碼（注意，這里指的子網掩碼已經不是缺省子網掩碼了，而是自定義子網掩碼，是管理員在經過計算后得出的）做 ' 與 ' 運算時，每個子網將得到不同的子網地址，從而實現了對網絡的划分（得到了不同的地址，當然就能區別出各個子網了，有趣吧）。
子網編址技術 ，即子網划分將會有助於以下問題的解決：
1 ）巨大的網絡地址管理耗費：如果你是一個 A 類網絡的管理員，你一定會為管理數量龐大的主機而頭痛的；
2 ）路由器中的選路表的急劇膨脹：當路由器與其他路由器交換選路表時，互聯網的負載是很高的，所需的計算量也很高；
3 ） IP 地址空間有限並終將枯竭：這是一個至關重要的問題，高速發展的 internet, 使原來的編址方法不能適應，而一些IP 地址卻不能被充分的利用，造成了浪費。
因此，在配置局域網或其他網絡時，根據需要划分子網是很重要的，有時也是必要的。現在，子網編址技術已經被絕大多數局域網所使用。
六、 如何划分子網及確定子網掩碼
在動手划分之前，一定要考慮網絡目前的需求和將來的需求計划。
划分子網主要從以下方面考慮 :
1 、網絡中物理段的數量（即要划分的子網數量）
2 、每個物理段的主機的數量
確定子網掩碼的步驟：
第一步：確定物理網段的數量，並將其轉換為二進制數，並確定位數 n 。如：你需要 6 個子網， 6 的二進制值為 110 ，共 3 位 , 即 n=3 ；
第二步：按照你 IP 地址的類型寫出其缺省子網掩碼。如 C 類，則缺省子網掩碼為 11111111.11111111.11111111.00000000；
第三步：將子網掩碼中與主機號的前 n 位對應的位置置 1 ，其余位置置 0 。若 n=3 且為
C 類地址：則得到子網掩碼為 11111111.11111111.11111111.11100000 化為十進制得到 255.255.255.224
B 類地址：則得到子網掩碼為 11111111.11111111.11100000.00000000 化為十進制得到 255.255.224.0
A 類地址：則得到子網掩碼為 11111111.11100000.00000000.00000000 化為十進制得到 255.224.0.0
另：由於網絡被划分為 6 個子網，占用了主機號的前 3 位，若是 C 類地址，則主機號只能用 5 位來表示主機號，因此每個子網內的主機數量＝（ 2^5 ）－ 2 ＝ 30 ， 6 個子網總共所能標識的主機數將小於 254 ，這點請大家注意！（至於為什么減 2 ，可看后面說明）
解惑：
1、 你可能有這樣的疑問，比如在上面的例子里， 6 的二進制值為 110 ，那么為什么要將子網掩碼中與主機號的前 n 位對應的位置都置 1 ，而不是用 6 的二進制 110 去替代前 n 位呢？
呵呵，這個問題提的很好，答案是這樣的：我們計算子網掩碼的目的是什么？就是希望它在做 ' 與 ' 的時候能夠解析出網絡號，也就是說它與網絡號所對應的位置都應該是 1 （當然包括與子網號所對應的位置），那么很顯然，你寫上 110 是不對的，如果你這么寫，那么它的意義是主機號的前兩位作為子網號，那么這樣將最多划分 2 個子網（不明白沒關系，下面有計算子網數量的方法），與我們當初所要划分的 6 個子網顯然是不一致的。這樣解釋你能明白馬？
2、 細心的人可能會發現，划分 4 個子網， 5 個子網和 6 個子網的子網掩碼是一樣的，同為 255.255.255.224 ，是不是錯了呢？三個子網掩碼應該不同呀？呵呵，是這樣的，因為 4 ， 5 ， 6 的二進制值都是 3 為，因此在子網掩碼中這三位都置 1 ，划分是沒有問題的，只是你的理解上有一點小小的問題，划分為 4 個子網，其實可以理解為划分為 6 個子網，但你只使用了其中的 4 個。比如你想划分 8 個子網，與划分 14 個子網所得到的子網掩碼是一樣的，都占用了 4 位作為子網號。
七、相關問題
1 ）如何判斷是否做了子網划分？
如果它使用了缺省子網掩碼，那么表示沒有作子網划分；反之，則一定作了子網划分。
2 ）如何計算子網地址？
將 IP 地址與子網掩碼的二進制形式做 ' 與 ' ，得到的結果即為子網地址。
3 ）如何計算主機地址？
先將子網掩碼的二進制取 ' 反 ' ，再與 IP 地址做 ' 與 ' 。
4 ）如何計算子網數量？
這個問題大家會常常提到，還是從子網掩碼入手，主要有兩個步驟：
1. 觀察子網掩碼的二進制形式，確定作為子網號的位數 n ；
2. 子網數量為 2^n － 2 。（為什么減 2 ，繼續往下看）
舉個例子來說，比如有這樣一個子網掩碼： 255.255.255.224 其二進制為：
11111111.11111111.11111111.11100000
可見 n=3,2 的 3 次方為 8 ，說明子網地址可能有
如下 8 種情況：
000 001 010 011 100 101 110 111
但其中代表網絡自身的 000 ；代表廣播地址的 111 是被保留的，所以要減 2 。
5 ）如何計算總主機數量，子網內主機數量？
總主機數量＝子網數量×子網內主機數量
再用一個例子給大家說明，比如子網掩碼為 255.255.255.224
上面的討論知道它最多可以划分 6 個子網，那么每個子網內最多有多少個主機呢？其實上面我已經給大家算過了，由於網絡被划分為 6 個子網，占用了主機號的前 3 位，且是 C 類地址，則主機號只能 用 5 位來表示主機號，因此子網內的主機數量＝（ 2 的 5 次方）－ 2 ＝ 30.
因此通過這個子網掩碼我們可以算出這個網絡最多可以標識 6*30=180 個主機（可見，在化分子網后，整個網絡所能標識的主機數量將減少）。
6 ）計算自定義子網 IP 地址范圍
通過一個自定義子網掩碼，我們可以得到這個網絡所有可能的 IP 地址范圍。
具體步驟：
1. 寫出二進制子網地址；
2. 將子網地址化為十進制；
3. 計算子網所能容納主機數；
4. 得出 IP 范圍（起始地址：子網地址＋ 1 ；終止地址：子網地址＋主機數）
假設一個子網掩碼為： 255.255.255.224 ，可知其最多可以划分 6 個子網，子網內主機數為 30 ，那么所有可能的 IP 地址及計算流程如下：
子網－－——子網地址（二進制）－－－－－－子網地址－－－－－實際 IP 范圍
1 － 11001010.01110000.00001010.00100000 － 202.112.10.32 － 202.112.10.33~202.112.10.62
2 － 11001010.01110000.00001010.01000000 － 202.112.10.64 － 202.112.10.65~202.112.10.94
3 － 11001010.01110000.00001010.01100000 － 202.112.10.96 － 202.112.10.97~202.112.10.126
4 － 11001010.01110000.00001010.10000000 － 202.112.10.128 － 202.112.10.129~202.112.10.158
5 － 11001010.01110000.00001010.10100000 － 202.112.10.160 － 202.112.10.161~202.112.10.190
6 － 11001010.01110000.00001010.11000000 － 202.112.10.192 － 202.112.10.193~202.112.10.222