对于“子网划分”和“超级组网”(无类域间路由)，其IP 地址和子网掩码的关系是怎样的？

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组态注意事项:

使用 CIDR，一个 IP 地址并非属于一个固定的网络，可能属于其他网络划分出的一个子网络或者由几个网络组成的超网。仅通过一个子网掩码把 IP 地址分开成主机部分和网络部分。n

CIDR 功能(无类域间路由) 包含子网划分和超级组网（超网）。n

以下列表列出了支持子网划分和超网功能的工业以太网 CPs：n

• 6GK7343-1EX21-0XE0 V1.2 以上固件版本n
• 6GK7343-1EX30-0XE0n
• 6GK7343-1GX21-0XE0 V1.1 以上固件版本n
• 6GK7343-1GX30-0XE0n
• 6GK7343-1GX31-0XE0n
• 6GK7343-1CX10-0XE0n
• 6GK7343-1FX00-0XE0n
• 6FL4343-1CX10-0XE0n
• 6GK7443-1EX20-0XE0n
• 6GK7443-1EX30-0XE0n
• 6GK7443-1EX40-0XE0 V2.4 以上固件版本n
• 6GK7443-1EX41-0XE0n
• 6GK7443-1GX20-0XE0n
• 6GK7443-1GX30-0XE0

以下集成有 PROFINET 接口的 CPU 支持子网划分和超网功能：n

• IM151-8(F) PN/DP CPUn
• IM154-8(F) CPUn
• CPU 314C-2PN/DPn
• CPU315(F)-2PN/DP - V2.3 以上固件版本n
• CPU317(F)-2PN/DP - V2.3 以上固件版本n
• CPU319(F)-3PN/DPn
• CPU412-2 PNn
• CPU414(F)-3PN/DPn
• CPU416(F)-3PN/DPn
• CPU412-5H PN/DPn
• CPU414-5H PN/DPn
• CPU416-5H PN/DPn
• CPU417-5H PN/DPn
• S7-1200 CPUs - V1.0 以上固件版本

以下工业以太网 PC 模块支持子网划分和超网功能：n

• CP1616固件版本从V2.0开始n
• CP1604 固件版本从V2.0开始n
• CP1613 (A2) 软件从V7.1开始n
• CP1623n
• CP1628n
• CP1612 和 IE General

由于老版本的工业以太网PC 模块例如，CP1613 (A2)软件版本 <V7.1， CP1604 V1, CP1616 V1和 CP1512仅能组态“子网划分”功能，不能在STEP 7 / NCM PC 中组态超网功能。因此此时STEP 7 / NCM PC 中会产生错误信息阻止（见图5）。n

支持TCP/IP 协议的工业以太网CP 模板或CPU，可以在 STEP7 硬件组态中设置IP 地址和相关的子网掩码。该IP 地址和相应的子网掩码可以在CP 模板或 CPU 的以太网接口的属性窗口中设置。在硬件组态插入CP 模板或PNCPU 后，在它们的属性窗口会得到下面的默认设置 (见图01)。n

• IP 地址: 192.168.0.1n
• 子网掩码: 255.255.255.0

图 01n

如果需要改变默认的 IP 地址和子网掩码，需要了解某类网络的 IP 地址和子网掩码的关系，以下清楚描述了这些关系。n

网络的分类以及IP 地址和子网掩码的对应关系:
原则上 IP 地址分为 5 类，从A～E。每一类都有自己的子网掩码。如下表所示。n

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A 类网络：
A 类的IP 地址以位0-...开始，例如 IP 地址范围从0.x.x.x 到127.x.x.x。
子网掩码标识一个子网的地址范围信息。对于A 类网络，第一个字节，也就是头 8 位对应 IP 地址的子网地址。所以 A 类网络由以下的子网掩码定义：255.0.0.0 = 1111 1111 0000 0000 0000 0000 0000 0000。IP 地址的后3 个字节( 24 位)用于识别网络上的主机。n

A 类网络按照下面方法计算子网个数：n

• 28-1 = 27 = 126个子网 (因为A 类 IP 地址以位0 开始，0.0.0.0和 127.0.0.0 是不允许的。)

A 类网络按照下面方法计算节点个数：n

• 224 = 16 777 214 个计算机（x.0.0.0 -> 网络地址和 x.255.255.255 ->广播地址是不允许的。）

图 02n

B 类网络:
B 类的IP 地址以位1-0-...开始，IP 地址范围从128.0.x.x 到191.255.x.x。对于B 类网络，头两个字节，也就是头16位对应IP地址的子网地址。所以B 类网络由以下的子网掩码定义：255.255.0.0 = 1111 1111 1111 1111 0000 0000 0000 0000。 IP 地址的后 2个字节(16位)用于识别网络上的主机。n

B类网络按照下面方法计算子网个数：n

• 216-2 = 214 = 16384 个子网 (因为B类IP地址以位1-0开始)

B类网络按照下面方法计算节点个数：n

• 216 = 65534 个计算机（x.x.0.0 -> 网络地址和 x.x.255.255 ->广播地址是不允许的。）

图 03n

C类网络:
C 类的IP地址以位1-1-0-...开始，IP 地址范围从192.0.0.x 到223.255.255.x。对于C 类网络，头三个字节，也就是头24位对应IP地址的子网地址。所以 C 类网络由以下的子网掩码定义： 255.255.255.0 = 1111 1111 1111 1111 1111 1111 0000 0000。IP地址的后 1个字节( 8位)用于识别网络上的主机。n

C 类网络按照下面方法计算子网个数：n

• 224-3 = 221 = 2 097 152 个子网 (因为 C 类 IP 地址以位1-1-0开始)

C类网络按照下面方法计算节点个数：n

• 28 = 254 个节点（x.x.x.0 -> 网络地址和 x.x.x.255 ->广播地址是不允许的。）

图 04n

D 类子网:
D 类是用于网络组播特殊地址。n

划分IP 地址的子网部分和节点部分得到以下结论：n

• 对于节点部分，由于分配给计算机的地址范围大，所以A 类网络的节点数是大大多于C 类网络的。n
• 对于子网部分，由于子网地址少，A 类网络的子网数是大大少于 C 类网络的。

预留地址:

• A 类网络地址 127.x.x.x 保留用于所有计算机的回环功能，即:
  所有第一个字节为 127 的 IP 地址仅用于计算机的内部测试。n
• 最后一个字节的255 被保留作为广播地址。例如，地址 140.80.255.255 是一个对于 B 类网络140.80.0.0 中所有计算机的一个广播地址。n
• 下列地址范围保留用于私有网络，所有这些IP地址在 Internet 上是不能路由的。
  10.0.0.0 - 10.255.255.255
  172.16.0.0 - 172.31.255.255
  192.168.0.0 - 192.168.255.255

以上解释了 IP 地址和子网掩码的分类的关系。另外，也可以通过“划分子网”的方法来扩展子网掩码。n

子网划分:
例如，在 A 类网络中划分子网，可以在 A 类的网络中进一步划分逻辑单元（子网）。例如 A 类网络IP地址 86.x.x.x，A 类网络的子网掩码是 255.0.0.0 (1111 1111 0000 0000 0000 0000 0000 0000)。通过扩展子网掩码的 1 位，地址区间可以进一步划分逻辑子网，那么子网掩码为 255.128.0.0 (1111 1111 1000 0000 0000 0000 0000 0000)。n

这意味着：n

• 仅地址 86.0.0.1 到 86.127.255.254 可以相互直接通讯，即不通过路由器，因为这些计算机从子网掩码后的首位开始为相同的值 (这里 “0”) 。n
• 仅地址 86.128.0.1 到 86.255.255.254 可以相互直接通讯，即不通过路由器，因为这些计算机从子网掩码后首位开始为相同的值 (这里 “1”) 。n
• A 类网络的计算机地址区域被分为 2 个子网。

结论:
通过扩展子网掩码，可以把计算机的地址域划分为多个逻辑单元（子网）。如上地址区域分为 2 个子网。因此通过增加更多的位，可以快速的增加子网的个数。n

超级组网（超网）:
超级组网是把多个网络通过部分相同的网络共享组合成一个子网。超网在技术上和划分子网相反，原则上把多个主机放在一个 IP 网络。使用超网，共享主机增加，网络类别减少。
以C 类网络 192.168.178.0 为例。子网掩码是 255.255.255.0 (1111 1111 1111 1111 1111 1111 0000 0000)。现在增加两位作为主机共享。子网掩码就是 255.255.252.0 (1111 1111 1111 1111 1111 1100 0000 0000).

• 分配的最低网络 IP 地址是：
  192.168.176.1 (1111 1111.1111 1111. 1011 0000. 0000 0001)

• 分配的最高网络 IP 地址是：
  192.168.179.254 (1111 1111.1111 1111. 1011 0011. 1111 1110)

• 从192.168.176.1到 192.168.179.254 可以不经过路由互相通讯。

要求:
“超网”的使用要求网络中的模块支持"无类域间路由 (CIDR) 功能。

注意:
若在 STEP 7 中组态的模块不支持子网或超网功能，使用该功能将会在 STEP中产生错误信息 (见图 05 “STEP 7 错误信息”)。

图 05

图06

STEP 7 在线帮助给出下列信息。

图 07