网络与子网

网络和子网是一个东西吗？

网络和子网的区别与联系

网络和子网密切相关但有重要区别，可以用“省“和“市“的关系来类比理解：

核心区别

概念 说明 类比
网络(Network) 由同一网络地址标识的一组设备（如一个公司/学校的整个网络） 相当于“省“
子网(Subnet) 在大网络中划分出的更小逻辑单元（如不同部门/楼层的网络） 相当于“市“

详细解释

1. 原始IP设计（无子网）

  • 只有两级结构：网络地址 + 主机地址

  • 例如B类地址：前16位网络，后16位主机

  • 问题：一个网络内可能有6万台主机，广播流量太大

2. 引入子网后

  • 三级结构：网络地址 + 子网地址 + 主机地址

  • 从主机位借位创建子网。例如B类地址：前16位网络，中间8位子网，最后8位主机 → 可划分256个子网

关键特点

  • 子网是网络的细分：就像城市是省份的细分

  • 对外表现：外部互联网只看到“网络地址“，不知道内部子网划分

  • 对内管理：内部路由器需要知道子网结构才能正确转发数据

实际例子

公司网络（网络地址：192.168.0.0/16）

  • 总网络：192.168.0.0（相当于“省“）

  • 子网划分：

    • 财务部：192.168.1.0/24（相当于“杭州市“）

    • 研发部：192.168.2.0/24（相当于“宁波市“）

    • 市场部：192.168.3.0/24（相当于“温州市“）

外部互联网发送数据到“浙江省“（192.168.0.0），公司边界路由器负责把数据分发到具体的“城市“（部门子网）。

为什么需要区分？

  1. 减少广播流量：广播只在子网内传播

  2. 提高安全性：不同部门可以隔离

  3. 优化路由：内部路由表更简洁

  4. 灵活管理：各部门可以独立管理自己的子网

意思是同一个网络里面会有多个子网？

是的，同一个网络（主网络）内部可以划分出多个子网。这就像一个大公司（主网络）下面有多个部门（子网），或者一个大学校园网（主网络）包含各个学院/宿舍的子网。

具体理解

1. 网络

  • 定义：一个大的IP地址块，比如 192.168.0.0/16（包含 192.168.0.0 到 192.168.255.255，共 65,534 个可用IP）。

  • 特点：

    • 外部互联网看到的只是一个整体网络，不关心内部怎么划分。

2. 子网

  • 定义：在主网络内部进一步划分的小网络，比如 192.168.1.0/24、192.168.2.0/24 等。

  • 特点：

    • 子网之间不能直接通信（除非配置路由）。

    • 每个子网有自己的子网掩码（如 /24 表示前24位是网络+子网部分）。

    • 子网可以减少广播风暴（广播只在子网内传播）。

🌰 举例说明

假设公司有一个主网络 192.168.0.0/16，可以划分成多个子网：

子网名称 子网地址 子网掩码 可用IP范围 用途
财务部 192.168.1.0 255.255.255.0 (/24) 192.168.1.1 - 192.168.1.254 财务系统
研发部 192.168.2.0 255.255.255.0 (/24) 192.168.2.1 - 192.168.2.254 开发服务器
市场部 192.168.3.0 255.255.255.0 (/24) 192.168.3.1 - 192.168.3.254 营销设备

  • 外部视角：整个公司就是一个网络 192.168.0.0/16。

  • 内部视角：公司内部有多个子网，不同部门在不同的子网里。

192.168.0.0/16 看不出和192.168.1.0/24、192.168.2.0/24有什么关系？

🔍 关键概念：IP地址的层次结构

IP地址是分层管理的：

  • 192.168.0.0/16 是一个主网络

    • 范围：192.168.0.0 ~ 192.168.255.255（共 65,536 个IP）

    • 子网掩码：255.255.0.0（前16位固定，后16位可变）

  • 192.168.1.0/24 和 192.168.2.0/24 是其子网

    • 它们是从 192.168.0.0/16 借位划分出来的更小网络。

📐 如何从 /16 划分出 /24 子网？

1. 原始 /16 网络

  • 地址：192.168.0.0

  • 掩码：255.255.0.0（二进制 11111111.11111111.00000000.00000000）

  • 后16位（第17~32位）是主机位，可自由分配。

2. 划分 /24 子网

  • 从主机位借 8位（第17~24位）作为子网位。

  • 新掩码：255.255.255.0（二进制 11111111.11111111.11111111.00000000）

  • 现在：

    • 前24位 = 网络+子网（固定）

    • 后8位 = 主机位（可变）

3. 子网范围

  • 192.168.1.0/24：192.168.1.0 ~ 192.168.1.255

  • 192.168.2.0/24：192.168.2.0 ~ 192.168.2.255

  • 其他子网：192.168.3.0/24、192.168.4.0/24……直到 192.168.255.0/24（共256个子网）。

举例说明

假设公司有一个主网络 192.168.0.0/16，可以划分成多个 /24 子网：

子网地址 实际IP范围 用途
192.168.1.0/24 192.168.1.1 ~ 192.168.1.254 财务部
192.168.2.0/24 192.168.2.1 ~ 192.168.2.254 研发部
192.168.3.0/24 192.168.3.1 ~ 192.168.3.254 市场部

  • 对外：互联网看到的是 192.168.0.0/16，不知道内部子网划分。

  • 对内：公司路由器知道 192.168.1.0/24、192.168.2.0/24 等子网，并正确转发数据。

从 192.168.1.0/24 和 192.168.2.0/24 能推出主网络是 192.168.0.0/16 吗？

答案：不能直接确定，但可以合理推测。 因为 192.168.1.0/24 和 192.168.2.0/24 可能是从多个不同的主网络中划分出来的，而 192.168.0.0/16 只是其中一种可能性。

子网就判断两个网络地址是否一样？

是的，判断两个IP地址是否属于同一子网，核心就是看它们的网络地址（Network Address）是否相同。但具体操作中需要注意以下几点细节：

关键步骤：计算网络地址

  • 公式： 网络地址 = IP地址 AND 子网掩码 （按位与运算，二进制下同为1时结果为1，否则为0）

  • 示例：

    • IP 192.168.1.100/24（掩码 255.255.255.0）: 192.168.1.100 AND 255.255.255.0 = 192.168.1.0

    • IP 192.168.2.100/24: 192.168.2.100 AND 255.255.255.0 = 192.168.2.0

    • 结果：192.168.1.0 ≠ 192.168.2.0 → 不同子网

常见误区

只看IP前几位

  • 错误：认为 192.168.1.x 和 192.168.2.x 一定不同子网。

  • 反例：

    • 如果子网掩码是 /16（255.255.0.0），则： 192.168.1.100/16 和 192.168.2.100/16 的网络地址均为 192.168.0.0 → 同一子网。

忽略子网掩码

  • 必须同时比较IP和子网掩码！

    • 例如：

      • 192.168.1.100/24（掩码 255.255.255.0）→ 网络地址 192.168.1.0

      • 192.168.1.200/16（掩码 255.255.0.0）→ 网络地址 192.168.0.0

      • 结果：虽然IP前三位相同，但因掩码不同，仍属不同子网。