IP 子网划分

以下是一份**IP 子网划分（Subnetting）练习题**合集，难度从易到难递增，全部带详细解析和答案。建议你先自己算一遍，再对照答案检查。假设题目都允许使用子网零（subnet-zero）和全1子网（Cisco 标准实践）。

### 基础练习（Class C /24 开始）

**题1**：网络 192.168.1.0/24，使用掩码 255.255.255.240 (/28) 划分子网。  
问：  
a. 可划分多少个子网？  
b. 每个子网可用主机数？  
c. 第一个子网的网络地址、广播地址、可用主机范围？

**答案 & 解析**：  
- 原主机位：8位  
- 借位：4位（240 = 11110000）  
- 子网数：2⁴ = **16**  
- 每个子网主机位：8-4=4位 → 总主机 2⁴=16 → 可用 **14**（减去网络+广播）  
- 第一个子网：  
  - 网络地址：192.168.1.**0**  
  - 广播地址：192.168.1.**15**  
  - 可用主机：192.168.1.**1 – 14**

**题2**：给定 IP 172.16.10.45 /27，问这个地址属于哪个子网？  
写出：网络地址、广播地址、第一个可用主机、最后一个可用主机。

**答案 & 解析**：  
/27 = 255.255.255.224（最后8位借3位：11100000）  
- 增量（块大小）：32（256-224）  
- 子网边界：0, 32, 64, 96, ...  
- 45 在 32–63 之间 → 网络地址：172.16.10.**32**  
- 广播：172.16.10.**63**  
- 第一个可用：172.16.10.**33**  
- 最后一个可用：172.16.10.**62**

**题3**：你有一个 Class C 网络 192.168.100.0/24，需要至少 6 个子网，每个子网至少容纳 25 台主机（可用）。  
问：最合适（最高效）的子网掩码是？写出 /n 格式和点分十进制。

**答案 & 解析**：  
- 需要 ≥6 子网 → 借位至少 3位（2³=8 >6）  
- 每个子网 ≥25 可用主机 → 主机位至少 5位（2⁵-2=30 >25）  
- 原8位主机位，借3位后剩5位 → 完美  
- 子网掩码：/27 或 **255.255.255.224**

**题4**：网络 10.0.0.0/8，需要划分出至少 500 个子网，每个子网至少支持 2000 台主机。  
问：最小的子网掩码（/n）是多少？（找刚好满足的最小借位）

**答案 & 解析**：  
- 子网数 ≥500 → 借位至少 9位（2⁹=512）  
- 主机数 ≥2000 → 主机位至少 11位（2¹¹-2=2046）  
- 原主机位 24位，借9位后剩15位（远超11位） → 满足  
- 最小的掩码（借最少位）：/17（8+9=17）  
（如果借10位 /18 也行，但 /17 借位最少、子网刚好够用）

### 中级练习（混合计算）

**题5**：IP 地址 10.145.100.6 /27 属于哪个主机范围？  
选项：  
A. 10.145.100.1 – 10.145.100.30  
B. 10.145.100.0 – 10.145.100.63  
C. 10.145.100.1 – 10.145.100.254  
D. 10.145.100.4 – 10.145.100.7

**答案**：A  
/27 → 块大小 32，网络 10.145.100.0，范围 1–30（可用）

**题6**：公司获得公网段 203.0.113.0/24，需要给4个部门分配子网：  
- 部门A：最多58台主机  
- 部门B：最多28台主机  
- 部门C：最多12台主机  
- 部门D：最多4台主机

问：使用**可变长子网掩码（VLSM）**，从大到小分配，写出每个部门的子网地址和掩码（尽量节省地址）。

**答案 & 解析**（一种高效分配方式）：  
- 部门A（需≥60可用 → 借2位，/26，62可用）：203.0.113.**0**/26（0–63）  
- 部门B（需≥30可用 → 借3位，/27，30可用）：203.0.113.**64**/27（64–95）  
- 部门C（需≥14可用 → 借4位，/28，14可用）：203.0.113.**96**/28（96–111）  
- 部门D（需≥6可用 → 借5位，/29，6可用）：203.0.113.**112**/29（112–119）

剩余地址：120–255 可继续细分。

**题7**（经典难题）：给定 192.168.10.0/24，划分子网满足以下需求：  
- 需要 1 个子网支持 100 台主机  
- 2 个子网各支持 50 台主机  
- 4 个子网各支持 10 台主机  
使用 VLSM 规划，写出每个子网的网络地址和掩码。

**答案 & 解析**（一种节省方式，从大到小）：  
- 100主机 → /25（126可用）：192.168.10.**0**/25  
- 50主机 → /26（62可用）：192.168.10.**128**/26 和 192.168.10.**192**/26  
- 10主机 → /28（14可用）：192.168.10.**64**/28、**80**/28、**96**/28、**112**/28

（剩余空间可继续用）

### 自我测试小技巧
- 记住常见块大小（增量）：  
  /24 → 256  
  /25 → 128  
  /26 → 64  
  /27 → 32  
  /28 → 16  
  /29 → 8  
  /30 → 4（点对点常用）

- 快速找网络地址：IP 最后八位 与 子网掩码 做 AND 运算。