N2H-为什么99%的人不会做子网划分？大厂网络工程师的VLSM子网划分实战解析

📝 摘要

99% 的网络小白看到子网划分就懵了 ，不知道如何根据主机数分配地址块，而大厂网络工程师却能秒算 VLSM 子网划分！新手只会死记硬背 → 专家理解原理。本文通过经典实战案例解析，手把手教你掌握 VLSM 子网划分精髓。

📚 目录

[0. 实战案例](#0. 实战案例 "#0-%E5%AE%9E%E6%88%98%E6%A1%88%E4%BE%8B")
[1. 问题分析：为什么99%的人不会做子网划分？](#1. 问题分析：为什么99%的人不会做子网划分？ "#1-%E9%97%AE%E9%A2%98%E5%88%86%E6%9E%90%E4%B8%BA%E4%BB%80%E4%B9%8899%E7%9A%84%E4%BA%BA%E4%B8%8D%E4%BC%9A%E5%81%9A%E5%AD%90%E7%BD%91%E5%88%92%E5%88%86")
[2. 案例信息提取](#2. 案例信息提取 "#2-%E6%A1%88%E4%BE%8B%E4%BF%A1%E6%81%AF%E6%8F%90%E5%8F%96")
[3. VLSM 子网划分基础](#3. VLSM 子网划分基础 "#3-vlsm-%E5%AD%90%E7%BD%91%E5%88%92%E5%88%86%E5%9F%BA%E7%A1%80")
[4. 解题思路](#4. 解题思路 "#4-%E8%A7%A3%E9%A2%98%E6%80%9D%E8%B7%AF")
[5. 详细计算过程](#5. 详细计算过程 "#5-%E8%AF%A6%E7%BB%86%E8%AE%A1%E7%AE%97%E8%BF%87%E7%A8%8B")
[6. 完整答案表格](#6. 完整答案表格 "#6-%E5%AE%8C%E6%95%B4%E7%AD%94%E6%A1%88%E8%A1%A8%E6%A0%BC")
[7. 验证与总结](#7. 验证与总结 "#7-%E9%AA%8C%E8%AF%81%E4%B8%8E%E6%80%BB%E7%BB%93")
[8. 参考资料](#8. 参考资料 "#8-%E5%8F%82%E8%80%83%E8%B5%84%E6%96%99")

0. 实战案例

一个自治系统（Autonomous System，AS）分配到的 IP 地址块为 30.138.118/23 （注：完整写法应为 30.138.118.0/23），并包含有 5 个局域网（Local Area Network，LAN），其连接图如下所示，每个局域网上的主机数分别标注在图上。试给出每一个局域网的地址块（包括前缀）。

网络拓扑结构

markdown 复制代码

                   30.138.118.0/23
                          |
                    ┌─────┴─────┐
                    │   LAN₁    │
                    │  (主干网)  │
                    └─────┬─────┘
                          │
          ┌───────────────┼───────────────┐
          │               │               │
       ┌──┴──┐        ┌──┴──┐          ┌──┴──┐
       │LAN₂ │        │LAN₃ │          │LAN₄ │
       │ 91个│        │150个│           │ 3个 │
       │主机 │        │主机 │           │主机 │
       └─────┘        └─────┘          └──┬──┘
                                          │
                                       ┌──┴──┐
                                       │LAN₅ │
                                       │15个 │
                                       │主机 │
                                       └─────┘

网络拓扑说明：

LAN₁：主干网络，连接其他所有局域网
LAN₂：91 个主机
LAN₃：150 个主机
LAN₄：3 个主机
LAN₅：15 个主机

案例要求

给出每个子网的下列信息：

网络	IP范围	子网掩码	网络地址	广播地址
LAN3
LAN2
LAN5
LAN4
LAN1

1. 问题分析：为什么99%的人不会做子网划分？

1.1 新手常见错误场景

错误做法：

❌ 看到 /23 就懵了，不知道如何计算可用地址范围
❌ 不知道如何根据主机数量确定合适的子网掩码
❌ 分配地址时浪费严重，没有考虑实际需求
❌ 不知道 VLSM（可变长子网掩码）的概念和应用
❌ 计算网络地址和广播地址时容易出错

结果：IP 地址浪费严重，网络规划不合理，无法满足实际需求。😭

1.2 大厂网络工程师的做法

正确做法：

✅ 理解 CIDR 表示法，快速计算可用地址范围
✅ 根据主机数量需求，使用 VLSM 精确分配地址块
✅ 掌握网络地址和广播地址的计算方法
✅ 按主机数从大到小分配，避免浪费
✅ 验证所有分配结果，确保无重叠和遗漏

结果：IP 地址利用率高，网络规划合理，满足所有需求！🚀

2. 案例信息提取

2.1 基础信息

基础地址块 ：30.138.118.0/23
CIDR 前缀长度：23 位
网络前缀 ：30.138.118.0
可用主机位：32 - 23 = 9 位
总可用地址数：2^9 = 512 个地址
可用 IP 范围 ：30.138.118.0 ~ 30.138.119.255（包括网络地址和广播地址）
实际可用主机数：512 - 2 = 510 个主机

2.2 各局域网主机需求

局域网	主机数	说明
LAN₃	150	最大子网
LAN₂	91	较大子网
LAN₅	15	中等子网
LAN₄	3	小子网
LAN₁	至少 2	主干网（连接其他网络，至少需要 2 个接口）

2.3 地址分配策略

VLSM（Variable Length Subnet Mask，可变长子网掩码）分配原则：

按主机数从大到小分配：优先分配需要更多主机的子网
精确匹配：根据实际需求选择最合适的子网掩码，避免浪费
连续分配：从基础地址块开始，按顺序分配地址空间

3. VLSM 子网划分基础

3.1 什么是 VLSM？

📖 RFC 1878 - Variable Length Subnet Table 📚 可变长子网掩码（VLSM）- 阿里云开发者社区 💡 简单搞懂子网划分，学会子网划分这篇就够了（例题详解）- 腾讯云开发者社区

VLSM（Variable Length Subnet Mask，可变长子网掩码） 是一种允许在同一网络中使用不同长度子网掩码的技术，它能够根据实际需求灵活分配地址空间，提高 IP 地址的利用率。

生活化比喻：

传统固定子网划分 = 只能用固定大小的盒子装东西，小东西用大盒子浪费空间
VLSM = 可以根据东西大小选择合适大小的盒子，充分利用空间

3.2 主机数需求计算

计算公式：所需主机位数 n 满足 2^n ≥ 主机数 + 2

说明：

每个子网需要 1 个网络地址和 1 个广播地址
实际可用主机数 = 2^n - 2
子网掩码 = 32 - n

常用主机数对应的 CIDR 前缀长度：

主机数需求	所需主机位	2^n	实际可用主机数	CIDR 前缀	子网掩码
1-2	2	4	2	/30	255.255.255.252
3-6	3	8	6	/29	255.255.255.248
7-14	4	16	14	/28	255.255.255.240
15-30	5	32	30	/27	255.255.255.224
31-62	6	64	62	/26	255.255.255.192
63-126	7	128	126	/25	255.255.255.128
127-254	8	256	254	/24	255.255.255.0

3.3 网络地址和广播地址计算

网络地址 ：子网中第一个 IP 地址，主机位全为 0 广播地址 ：子网中最后一个 IP 地址，主机位全为 1 可用 IP 范围：网络地址 + 1 到广播地址 - 1

4. 解题思路

4.1 步骤一：确定各子网所需的主机位数

根据各局域网的主机数需求，计算所需的主机位数：

LAN₃（150 个主机）：
- 需要：2^8 = 256 ≥ 150 + 2 = 152
- 所需主机位：8 位
- CIDR 前缀：32 - 8 = 24
- 子网掩码：255.255.255.0（/24）
LAN₂（91 个主机）：
- 需要：2^7 = 128 ≥ 91 + 2 = 93
- 所需主机位：7 位
- CIDR 前缀：32 - 7 = 25
- 子网掩码：255.255.255.128（/25）
LAN₅（15 个主机）：
- 需要：2^5 = 32 ≥ 15 + 2 = 17
- 所需主机位：5 位
- CIDR 前缀：32 - 5 = 27
- 子网掩码：255.255.255.224（/27）
LAN₄（3 个主机）：
- 需要：2^2 = 4 ≥ 3 + 2 = 5 ❌ 不够
- 需要：2^3 = 8 ≥ 3 + 2 = 5
- 所需主机位：3 位
- CIDR 前缀：32 - 3 = 29
- 子网掩码：255.255.255.248（/29）
LAN₁（主干网，至少 2 个接口）：
- 需要：2^2 = 4 ≥ 2 + 2 = 4
- 所需主机位：2 位
- CIDR 前缀：32 - 2 = 30
- 子网掩码：255.255.255.252（/30）

4.2 步骤二：按主机数从大到小分配地址块

分配顺序：LAN₃ → LAN₂ → LAN₅ → LAN₄ → LAN₁

基础地址块 ：30.138.118.0/23

地址范围：30.138.118.0 ~ 30.138.119.255
可用地址：512 个

5. 详细计算过程

5.1 LAN₃ 分配（150 个主机，/24）

分配：30.138.118.0/24

计算过程：

网络地址：30.138.118.0
广播地址：30.138.118.255
IP 范围：30.138.118.1 ~ 30.138.118.254（254 个可用 IP）
子网掩码：255.255.255.0（/24）
地址块大小：256 个地址

验证：256 - 2 = 254 ≥ 150 ✅

5.2 LAN₂ 分配（91 个主机，/25）

分配：30.138.119.0/25

计算过程：

网络地址：30.138.119.0
广播地址：30.138.119.127（119.0 + 128 - 1 = 119.127）
IP 范围：30.138.119.1 ~ 30.138.119.126（126 个可用 IP）
子网掩码：255.255.255.128（/25）
地址块大小：128 个地址

验证：128 - 2 = 126 ≥ 91 ✅

5.3 LAN₅ 分配（15 个主机，/27）

分配：30.138.119.128/27

计算过程：

网络地址：30.138.119.128
广播地址：30.138.119.159（119.128 + 32 - 1 = 119.159）
IP 范围：30.138.119.129 ~ 30.138.119.158（30 个可用 IP）
子网掩码：255.255.255.224（/27）
地址块大小：32 个地址

验证：32 - 2 = 30 ≥ 15 ✅

5.4 LAN₄ 分配（3 个主机，/29）

分配：30.138.119.160/29

计算过程：

网络地址：30.138.119.160
广播地址：30.138.119.167（119.160 + 8 - 1 = 119.167）
IP 范围：30.138.119.161 ~ 30.138.119.166（6 个可用 IP）
子网掩码：255.255.255.248（/29）
地址块大小：8 个地址

验证：8 - 2 = 6 ≥ 3 ✅

5.5 LAN₁ 分配（主干网，/30）

分配：30.138.119.168/30

计算过程：

网络地址：30.138.119.168
广播地址：30.138.119.171（119.168 + 4 - 1 = 119.171）
IP 范围：30.138.119.169 ~ 30.138.119.170（2 个可用 IP）
子网掩码：255.255.255.252（/30）
地址块大小：4 个地址

验证：4 - 2 = 2 ≥ 2 ✅

5.6 地址分配汇总

子网	网络地址	CIDR	地址块大小	已使用
LAN₃	30.138.118.0/24	/24	256	256
LAN₂	30.138.119.0/25	/25	128	128
LAN₅	30.138.119.128/27	/27	32	32
LAN₄	30.138.119.160/29	/29	8	8
LAN₁	30.138.119.168/30	/30	4	4
总计				428

验证：428 < 512（基础地址块大小）✅

剩余地址 ：512 - 428 = 84 个地址（30.138.119.172 ~ 30.138.119.255）可用于未来扩展

6. 完整答案表格

网络	IP范围	子网掩码	网络地址	广播地址
LAN3	30.138.118.1 ~ 30.138.118.254	255.255.255.0 (/24)	30.138.118.0	30.138.118.255
LAN2	30.138.119.1 ~ 30.138.119.126	255.255.255.128 (/25)	30.138.119.0	30.138.119.127
LAN5	30.138.119.129 ~ 30.138.119.158	255.255.255.224 (/27)	30.138.119.128	30.138.119.159
LAN4	30.138.119.161 ~ 30.138.119.166	255.255.255.248 (/29)	30.138.119.160	30.138.119.167
LAN1	30.138.119.169 ~ 30.138.119.170	255.255.255.252 (/30)	30.138.119.168	30.138.119.171

7. 验证与总结

7.1 验证检查清单

✅ 地址范围不重叠：所有子网的地址范围互不重叠
✅ 满足主机需求：每个子网的可分配 IP 数量满足主机需求
✅ 在基础地址块内 ：所有子网都在 30.138.118.0/23 范围内
✅ 无地址冲突：所有网络地址和广播地址都正确计算
✅ 地址利用率高：使用 VLSM 技术，避免地址浪费

7.2 解题要点总结

理解 CIDR 表示法 ：/23 表示前 23 位是网络位，后 9 位是主机位
计算主机位数：根据主机数需求，使用 2^n ≥ 主机数 + 2 公式
使用 VLSM 技术：根据实际需求选择不同的子网掩码长度
按需求大小分配：优先分配需要更多主机的子网
验证计算结果：确保地址不重叠、满足需求、在范围内

7.3 常见错误提醒

❌ 错误 1：不知道如何根据主机数计算所需主机位数

✅ 正确做法：使用 2^n ≥ 主机数 + 2 公式，找到最小的 n

❌ 错误 2：分配地址时没有考虑网络地址和广播地址

✅ 正确做法：可用主机数 = 2^n - 2

❌ 错误 3：使用固定子网掩码，导致地址浪费

✅ 正确做法：使用 VLSM，根据实际需求选择不同的子网掩码

8. 参考资料

作者：郑恩赐
机构：厦门工学院人工智能创作坊
日期：2025 年 11 月 05 日

N2H-为什么99%的人不会做子网划分？大厂网络工程师的VLSM子网划分实战解析