16位掩码
16位的子网掩码表示使用16位来表示网络部分,剩余16位表示主机部分。
16位子网掩码的格式为: 255.255.0.0
它的二进制格式为:
11111111 11111111 00000000 00000000
这表示前16位全为1,用于表示网络地址;后16位全为0,用于表示主机地址。
使用16位子网掩码,可以划分出65536个子网,每个子网可以容纳65536台主机。
举个例子:
网段: 192.168.0.0
子网掩码: 255.255.0.0 (/16)
子网1:
网络地址:192.168.0.0
广播地址:192.168.255.255
可用地址范围:192.168.0.1 - 192.168.255.254
子网2:
网络地址:192.168.1.0
广播地址:192.168.1.255
可用地址范围:192.168.1.1 - 192.168.1.254
以此类推,可以划分出0-255之间的256个子网。
每个子网由于主机部分有16位,所以每个子网可以有:
2^16 - 2 = 65534 个可用主机地址
(减2是因为网络地址和广播地址不可用)
所以,总结来说,16位子网掩码的特征是:
- 网络地址部分占16位,主机地址部分占16位
- 可以划分出65536个子网
- 每个子网可以容纳65536台主机
- 子网地址以0.0结尾,从0开始递增
16位子网掩码由于可以容纳较多主机,一般用于较大型的网络,或用于物理上离得较近的网络,以提高网络利用率。
相比之下,24位子网掩码更常见,如255.255.255.0。
解决哪些痛点
子网划分主要是为了解决以下几个网络痛点:
- 地址不足:当一个网络中的主机地址使用完毕,要继续新增主机就需要申请新的网络地址,这会导致地址资源的浪费。通过子网划分,可以最大限度地利用现有网络地址资源,避免频繁申请新的网络地址。
- 广播风暴:一个大型网络如果不划分子网,所有的主机都在同一个广播域内,当有广播报文时会导致网络上的所有主机都接收并处理这个报文,造成大量无用报文传输和主机CPU资源浪费,这称为广播风暴。子网划分可以将网络划分为多个较小的广播域,避免广播风暴的发生。
- 安全隔离:将不同 characteristic 的网络划分成不同的子网可以实现一定的安全隔离,例如将服务器子网与用户子网隔离开。子网之间的数据流量都是通过防火墙或路由器控制和过滤的。
- 管理简化:一个很大的网络比较难以管理,而将其划分为多个较小的子网可以简化网络管理。网络管理员只需要关注某一个子网即可,不必全面考虑整个网络。
- 性能提高:网络达到一定规模后,继续扩大会导致网络性能下降,例如广播风暴会消耗大量带宽,影响正常业务通信。将大网络划分成子网可以提高每个子网内部的网络性能。
所以,总体来说,子网划分主要是为了:
- 充分利用有限的地址资源
- 避免广播风暴与提高网络性能
- 实现一定的安全隔离与简化网络管理
- 通过划分子网,可以很好地解决大型网络环境下地址资源受限、易发生广播风暴以及难以管理等问题。合理的子网设计可以极大提升网络的使用效率与稳定性。