子网，即子网络，是较大IP网络中的一个较小且明确界定的区域。与其将所有设备置于一个大型网络中，组织可以将其地址空间划分为多个较小的组。每个组都有自己的IP地址范围，可用于特定的办公室、部门、服务器环境、云工作负载、客户服务或网络功能。
子网可以比作城市中的一条街道。城市代表整个网络，而街道代表一个较小的地址范围。同一子网内的设备通常可以通过本地网络直接通信。当流量需要到达另一个子网时，通常会通过路由器或防火墙发送。
子网划分使网络更容易进行组织、保护、监控和扩展。企业可能使用一个子网用于员工电脑，另一个子网用于访客Wi-Fi，另一个子网用于生产服务器，另一个子网用于网络管理。每个子网都创建了一个逻辑边界，管理员在设计访问规则和路由策略时可以使用该边界。
为什么网络使用子网？
子网划分的主要目的是将大型网络划分为可管理的各个部分。对于小型家庭环境来说，平面网络可能是可以接受的，但当连接数百或数千台设备时，它很快变得难以控制。
例如，一家公司可能会将其员工的电脑、打印机、语音电话、安防摄像头、服务器和访客设备划分到不同的子网中。这使得网络团队可以对每个组应用不同的规则。访客设备可能被允许访问互联网，但不能访问内部服务器。数据库系统可能只能由经过批准的应用服务器访问。管理接口可能仅限于一小部分管理员。
子网划分还可以减少不必要的本地流量。一些网络通信仅用于同一本地段内的设备。将大型环境划分为较小的子网可以防止每个设备接收与其无关的流量。
子网划分不会自动提供安全性。路由器可能仍然允许两个子网之间的通信，除非防火墙或访问控制策略阻止它。子网创建了边界，而安全规则决定了哪些内容可以穿过该边界。
IP地址范围如何成为子网
IP地址包含两个重要部分：网络部分和主机部分。网络部分标识更广泛的地址范围，而主机部分标识该范围内的单个设备。
前缀长度表示网络部分结束和主机部分开始的位置。例如，在 192.0.2.0/24，的 /24 indicates that the first 24 bits identify the network. The remaining bits are used for addresses within that subnet.
The prefix length describes the size of the range. It does not mean that the subnet contains exactly 24 devices. An IPv4 /24 包含256个地址，而IPv6 /48 表示一个非常大的地址范围。
前缀表示法基于无类域间路由，通常称为CIDR。您不需要计算二进制值来理解基本概念。一般来说，斜杠后的数字越小，表示的地址范围越大，而数字越大，表示的范围越小。
例如：
192.0.2.0/24is an IPv4 subnet.192.0.2.0/25is a smaller IPv4 subnet.2001:db8:1234::/48is an IPv6 prefix.2001:db8:1234:1200::/64is a smaller IPv6 subnet.
简单规则： 斜线前的地址标识网络范围，斜线后的数字描述其大小。
IPv4 Subnets Explained
IPv4 addresses contain 32 bits and are normally written as four decimal numbers separated by periods. An example is 192.0.2.25.
一个IPv4子网通常使用网络地址和前缀长度来表示，例如 192.0.2.0/24。此范围从 192.0.2.0 并结束于 192.0.2.255，总共提供256个地址。
在传统的本地网络中，第一个地址用作网络地址，最后一个地址保留用于广播流量。这使得254个地址可用于普通设备。云环境、点对点链路和专用网络可能使用不同的规则，因此可用数量并不总是一样的。
A /24 是一个熟悉的子网大小，因为它适合许多小型办公室、服务网络和VLAN。然而，并不总是正确的选择。A /25 划分容量的 /24 分成两个较小的范围，而一个 /23 结合相邻的两个容量 /24 网络
正确的子网大小取决于设备数量、预期增长、安全需求和整体网络设计。
IPv6 Prefixes Explained
IPv6 addresses contain 128 bits and are written using hexadecimal characters separated by colons. An example is 2001:db8:1234::1.
IPv6与IPv4使用相同的前缀概念，但更大的地址空间使得规划模型不同。IPv6网络通常围绕清晰且宽裕的地址边界进行设计，而不是试图节省每个单独的地址。
An IPv6 /48 通常用作组织范围的分配。它可以分为65,536个单独的 /64 子网。A /64 is widely used for one ordinary IPv6 LAN or VLAN because it supports common IPv6 address-configuration methods.
An IPv6 /56 can be divided into 256 separate /64 网络。这适用于较小的企业、客户网络或需要多个内部IPv6段的站点。
It is important to remember that an IPv4 /48 and an IPv6 /48 are not comparable. IPv4 and IPv6 use different address lengths and different operational planning conventions.
IPv4 and IPv6 Prefix Comparison
The following module helps compare common IPv4 and IPv6 prefix sizes.
How IPv4 and IPv6 Prefixes Differ
选择一个地址族和前缀以查看简单示例。
这些示例使用仅用于文档的地址空间，并非生产网络。
子网和VLAN有什么区别？
子网是一个IP地址边界，而VLAN是在本地网络层分离设备的方法。它们经常一起使用，但它们并不是同一回事。
公司可以为访客设备创建一个VLAN，并为其分配一个IPv4或IPv6子网。然后，它可以创建另一个VLAN和另一个子网供员工使用。VLAN控制本地网络的隔离，而子网则定义该网段中设备使用的IP地址范围。
每个VLAN使用一个主子网很常见，因为它使网络更容易理解。然而，在有特定操作原因的情况下，较大的环境可能会使用更复杂的设计。
子网和IP地址有什么区别？
IP地址标识一个网络接口或端点。子网标识该地址所属的更广泛范围。
例如， 192.0.2.25 可能是某个服务器的地址，而 192.0.2.0/24 描述包含该服务器的子网。子网、网关和单独的IP地址各自回答不同的问题。
管理员可以将地址分配给服务器 192.0.2.25，配置 192.0.2.1 作为其默认网关，并记录网络为 192.0.2.0/24服务器地址标识设备，网关提供对其他网络的访问，前缀标识本地范围。
如何子网有助于安全
子网划分可以通过为管理员提供明确的边界来应用控制措施，从而提高安全性。企业可以将公共Web服务器放在一个子网中，数据库放在另一个子网中，员工设备放在第三个子网中，管理界面放在第四个子网中。
然后防火墙可以只允许所需的连接。公共Web服务器可以与应用服务器通信，而应用服务器可以与数据库通信。访客Wi-Fi可以访问互联网，但与内部服务隔离开来。
子网不会自动阻止流量。如果路由器在两个子网之间转发流量且没有防火墙规则阻止，则设备仍可能进行通信。子网划分是分段的基础，但必须与访问控制、身份验证、监控和加密相结合。
家庭、办公室和数据中心中子网的使用方式
在家庭中，一个私有子网通常支持有线设备和Wi-Fi客户端。路由器会自动分配私有地址并提供对公共互联网的访问。
一些房屋为访客、智能家居设备或实验室使用单独的网络。这可以提高隔离性，尤其是在连接不可信或维护不当的设备时。
在办公室中，子网可以将部门、打印机、电话、服务器、安全系统和无线服务分隔开。在数据中心或云平台中，不同的子网可能用于公共应用、私有应用服务器、数据库、备份和管理系统。
子网的确切数量不如拥有一个经过文档记录、可扩展且符合实际访问需求的设计重要。
子网如何与互联网路由相关联
在一个本地网络中，路由器在子网之间转发流量。在公共互联网上，路由器交换更大的IP前缀，这些前缀描述了它们可以到达哪些网络。
例如，一个公共IPv4前缀，如 198.51.100.0/24 or an IPv6 prefix such as 2001:db8:1234::/48 可能通过授权的自治系统通过BGP进行宣告。
对于管理公共地址空间的组织来说，所发布的前缀应与注册记录、路由计划和RPKI授权（如适用）相匹配。这是子网的高级用法，但基本概念保持不变：前缀定义了一组地址，并告诉其他网络该地址范围属于哪里。
你可以在此处了解更多有關此關係的資訊 our guide to 自主系统编号.
如何选择正确的子网大小？
从今天需要地址的设备数量开始，然后为未来的增长留出实际空间。小型办公室可能只需要一个适度的IPv4范围，而大型组织可能需要为用户、服务、站点和安全区域设置单独的网络。
避免让每个子网不必要地过大。较小的、有意义的边界更易于监控和访问控制。同时，避免选择过小的范围，以免在部署后不久就必须重新设计。
IPv6 planning is generally more generous. A /64 通常用于一个IPv6局域网，而较大的前缀如 /56 和 /48 允许许多内部网络在单个分配下进行组织。
常见的子网划分错误
一个常见的错误是选择的地址范围对于正常的增长来说太小了。一个网络可能在第一年工作正常，但当添加更多员工、电话、摄像头、虚拟机或容器时可能会耗尽地址。
稍后扩展子网可能需要重新编号设备、更改防火墙规则、更新DHCP作用域并协调维护。在开始时进行少量规划通常比紧急重新设计更容易。
另一个错误是在连接的网络中使用重叠的地址范围。如果两个办公室都使用相同的私有地址范围，之后需要建立站点到站点的VPN时，路由会变得更加复杂，因为相同的目标地址似乎存在于两个位置。
管理员有时会认为将设备放在不同的子网中会自动阻止它们之间的通信。实际上，路由器可能会在子网之间转发流量，除非防火墙或访问控制策略另有规定。
如何记录和命名子网
良好的文档将一组数字转化为另一个工程师可以理解的网络。对于每个子网，记录其前缀、位置、用途、网关、地址分配方法、DNS设置、所有者和安全策略。
一个名称，例如 伦敦办公室员工 或 云生产网络 比单独的数字更容易识别。前缀保持权威的技术值，但名称有助于人们理解子网的用途。
组织应在各个办公室、云环境、实验室和数据中心使用一致的分配模式。IPv6计划可以通过为站点分配更大的前缀并实现可预测的层次结构来使用类似的层级结构。 /64 到每个LAN或VLAN。
文档应在创建、调整大小、迁移或退役子网时进行更新。对于公共IPv4和IPv6资源，内部文档也应与注册表、DNS、BGP和RPKI记录保持一致。
练习问题：子网和前缀
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1. 子网描述什么？
2. 一个小的LAN常用的IPv4子网大小是什么？
3. Select all true statements about subnets.
4. 一个典型的IPv6 /48可以包含多少个/64网络？
关于子网的常见问题
每个网络是否都需要多个子网？
不。一个简单的家庭网络可能使用一个私有子网就能很好地工作。当需要将设备分开、应用不同的安全策略或管理更大的环境时，多个子网会变得有用。
是的 /24 始终是最佳的IPv4子网？
不。A /24 是常见的，但它可能对于特定网络来说太大或太小。正确的大小取决于设备数量、预期的增长、路由设计和安全需求。
是的 /64 始终是最佳的IPv6子网？
A /64 广泛用于普通的IPv6局域网，但点对点链路或环回接口等特殊基础设施可能根据设计和适用标准使用不同的前缀长度。
子网能否提高网络性能？
它们可以减少不必要的本地流量并使路由更加有序。然而，仅子网划分并不能保证更快的性能。带宽、延迟、路由器容量、防火墙处理和应用程序设计也起作用。
两个网络可以使用同一个私有子网吗？
当它们完全独立时，可以使用相同的私有范围。当这些网络需要通过VPN、私人连接或共享路由系统进行通信时，可能会出现问题。