一、Subnetting（子网划分）
1、介绍
将原本A、B、C类等分类地址中的主机部分（Host ID)，进一步划分为多个子网，解决IP地址利用率低和两级IP地址不够灵活的问题。
- 子网划分有助于对外部路由器隐藏组织（公司、学校、事业单位等）内部网络
- 外部网络无法知晓组织内部的子网划分，进入组织的网关后，由网关路由器进行寻址
- 子网划分有助于减少网络中路由表的条目
- 外部网络，只需要存储一条到达到达网段的路由即可
2、举例
以B类地址为例：
- 网络地址为172.16.0.0
- 掩码为255.255.0.0
将Host ID的高2位用于划分子网，则：
- Subnet ID范围：00、01、10、11
- 子网个数：4（2^2）
- 此时子网掩码变为：255.255.192.0
- 网络地址：全0的主机地址，如172.16.0.0
- 广播地址：全1的主机地址，如172.16.63.255
但是，划分子网是要付出代价的。本来一个B类IP地址可以容纳65534（2^16 - 2）个主机地址，划分出2位长的Subnet-id字段后，4个子网最多有4 x (2^14 - 2) = 65528个主机地址，比不划分子网时要少6个。
3、补充
子网个数、主机个数、块大小到底如何计算？
- 子网个数 = 2^m（其中m为subnet ID位数，如上例为2）
- 主机个数 = 2^n-2
- n为Host ID位数，如上例为14
- 去掉全1和全0的主机地址
- 块大小（block size） = 256 - 非255或0的十进制子网掩码
- 如上例，block size = 256 - 192 = 64
- 第一个子网网络号从0（在非255或0的十进制子网掩码位对应的位置）开始，后续各子网网络号以block size依次递加。此例中，四个子网段分别为172.16.0.0/18、172.16.64.0/18、172.16.128.0/18和172.16.192.0/18。
二、Subnet Mask（子网掩码）
1、介绍
子网掩码：由1和0组成的二进制数，用于标识哪些主机地址(host ID) 被用作 子网地址(Subnet ID)，便于将大段网络划分为多个物理网络
即：
IP 地址 = 网络号（network ID) + 主机号（host ID)【包括：Subnet ID + host ID】
子网掩码（Subnet mask）
- 1位：表示 网络号（network ID) +子网号（Subnet ID ）
- 0位：表示 主机号（host ID)
如上图所示：
- 子网掩码1：255.255.255.0
- 子网掩码2：255.255.255.192
2、 举例
1）子网掩码
举例：bsdi
- IP：140.252.13.66
- 子网掩码：255.255.255.224
经过作子网掩码标识后，原 IP 地址被划分为：
- network ID：140.252
- Subnet ID：13.64
- host ID：2
2）IP路由基于子网掩码的比较
假设本机地址为：140.252.1.1（B类地址），子网掩码为255.225.255.0（8位子网号、8位主机号）
- 如果目的地址为：140.252.1.22，网络号140.252相同，子网号1也相同，主机号不相同。说明是发送给同一子网的其它主机
- 如果目的地址为：140.252.4.5，网络号140.252相同，子网号不相同。说明是发给相同网络号的其它子网。
- 如果目的地址为：192.43.235.6，网络号不相同。说明是发送给不同网络
三、Subnet Addressing（子网寻址）
所有的主机都要求支持：子网寻址（Subnet Addressing）
- 外部路由器存在一条到达 140.252 网段的路由，当需要到达140.252网络号中的任何主机，外部路由器只要到达 网关140.252.104.1 即可（意味着只需要一条路由，就可以到达140.252中的所有主机）
- 子网划分对子网中的路由器是可见的，比如要到达目的地址为 140.252.57.1 ，网关（gateway）路由器知道子网号为 57 ，报文需要发送给kpno
- 报文到达kpno后，被送往 R55，然后再被送到 R57
四、计算题
为了更好的理解子网掩码、主机个数、子网个数、子网划分，可查看 CCNA子网掩码计算题
四、参考资料
1、书籍《TCP/IP Illustrated, Volume 1: The Protocols, W. Richard Stevens.》
2、子网划分-华为技术支持
3、子网划分实例与讲解-51cto
4、CISCO - IP Addressing and Subnetting for New Users