زیرشبکه‌ سازی در شبکه‌های کامپیوتری فرآیند تقسیم یک شبکه واحد به چندین شبکه کوچک‌تر و ایزوله به نام زیرشبکه است. این کار با تغییر کاربری بیت‌های بخش میزبان یک آدرس IP به عنوان بیت‌های شبکه و با استفاده از یک ماسک زیرشبکه برای تعریف مرزهای هر زیرشبکه انجام می‌شود. زیرشبکه‌ سازی با کاهش ترافیک پخش و فراهم کردن امکان تخصیص سازمان‌یافته‌تر آدرس IP، مدیریت، امنیت و عملکرد شبکه را بهبود می‌بخشد.
فرض کنید یک شرکت بلوکی از ۲۵۶ آدرس IP عمومی دارد که توسط ارائه دهنده خدمات محلی ارائه می‌شود.

بلوک آدرس IP،255.255.255.0 37.1.1.0 است که با علامت اسلش به صورت 37.1.1.0/24 نوشته شده است. می‌توانیم به راحتی محاسبه کنیم که مرزهای این شبکه، آدرس شبکه 37.1.1.0 و آدرس برادکست 37.1.1.255 هستند، همانطور که در شکل بالا نشان داده شده است.
این شرکت چهار دفتر دارد که هر کدام 50 کاربر دارند. به عنوان یک مهندس شبکه، وظیفه شما این است که بلوک آدرس IP عمومی شرکت 37.1.1.0/24 را به چهار زیرشبکه با حداقل 50 آدرس IP قابل استفاده تقسیم کنید و به هر دفتر یک زیرشبکه اختصاص دهید. شکل زیر الزامات را نشان می‌دهد.

اگر بلوک آدرس 37.1.1.0/24 را به چندین بلوک کوچکتر زیرشبکه نکنیم، فقط می‌توانیم از آن در یک دفتر استفاده کنیم. برای مثال، می‌توانیم کل 37.1.1.0/24 را به دفتر ۱ اختصاص دهیم. با این حال، شرکت در این صورت نیاز به خرید بلوک‌های آدرس IP اضافی برای سایر دفاتر خواهد داشت. (مدیریت شرکت از این موضوع خوشحال نخواهد شد).
اینجا نقطه‌ای است که زیرشبکه سازی IP وارد عمل می‌شود.

زیرشبکه سازی چیست؟

زیرشبکه سازی IP فرآیند تقسیم یک شبکه IP واحد به زیرشبکه‌های کوچکتر به نام زیرشبکه است، همانطور که در شکل زیر نشان داده شده است. این یک جنبه مهم مدیریت شبکه است و معمولاً توسط مدیران برای بهینه‌سازی استفاده از آدرس IP خود استفاده می‌شود.

شکل بالا هدف زیرشبکه سازی IP را نشان می‌دهد - ما یک شبکه را به زیرشبکه‌های کوچکتر تقسیم می‌کنیم تا بتوانیم از فضای آدرس IP به طور کارآمدتری استفاده کنیم، که با توجه به تعداد محدود آدرس‌های IPv4 موجود بسیار مهم است. به عنوان مثال، به جای اختصاص کل 37.1.1.0/24 به دفتر شماره 1 و گفتن به مدیریت برای خرید آدرس‌های بیشتر، شبکه 37.1.1.0/24 را به چهار زیرشبکه کوچکتر تقسیم می‌کنیم و به هر دفتر یک زیرشبکه اختصاص می‌دهیم.

فرآیند زیرشبکه‌سازی

ابتدا، بیایید بر اصول اولیه تأکید کنیم - یک آدرس IP دو جزء اصلی دارد: بخش‌های شبکه و میزبان. بخش شبکه، شبکه را شناسایی می‌کند، در حالی که بخش میزبان، میزبان درون آن شبکه را شناسایی می‌کند. ماسک زیرشبکه مرز بین بخش شبکه و میزبان را تعیین می‌کند. 
در مثال این درس، شبکه 37.1.1.0/24 را داریم. بنابراین، ماسک ۲۴ بیت طول دارد، به این معنی که ۲۴ بیت اول آدرس آیپی ۳۷.۱.۱.۰، همانطور که در شکل زیر نشان داده شده است، شبکه را شناسایی می‌کند. ۸ بیت آخر بخش میزبان را شناسایی می‌کنند. هنگام انجام زیرشبکه‌سازی، ما با بخش میزبان شبکه اصلی که به ما داده شده است کار می‌کنیم. ما به بخش شبکه اصلی دست نمی‌زنیم.
برای تقسیم شبکه به زیرشبکه‌ها، برخی از بیت‌های سمت چپ میزبان را به بیت‌های شبکه تبدیل می‌کنیم. به این بیت‌ها بیت‌های زیرشبکه می‌گوییم. هنگام انجام این کار، چندین زیرشبکه کوچک‌تر از شبکه اصلی ایجاد می‌کنیم. سوال این است که چگونه تصمیم می‌گیریم چند بیت میزبان را به بیت‌های زیرشبکه تبدیل کنیم؟
در اینجا نحوه محاسبه تعداد زیرشبکه‌های ایجاد شده و تعداد میزبان‌ها در هر زیرشبکه آمده است.
۲ به توان تعداد بیت زیرشبکه = تعداد زیرشبکه‌های ایجاد شده
۲ به توان تعداد بیت میزبان - ۲ = تعداد میزبان‌ها در هر زیرشبکه
به عنوان مثال، با یک بیت زیرشبکه، می‌توانیم 2 به توان 1 یا ۲ زیرشبکه ایجاد کنیم. با ۲ بیت، 2 به توان 2 یا ۴ زیرشبکه، با ۳ بیت، 2 به توان 3 یا ۸ زیرشبکه و به همین ترتیب. تعداد بیت‌های زیرشبکه باید برای ایجاد هر تعداد زیرشبکه مورد نیاز کافی باشد. در عین حال، بیت‌های میزبان باقی مانده نیز باید برای اطمینان از داشتن آدرس‌های IP میزبان به تعداد مورد نیاز کافی باشند.

مثال زیرشبکه‌سازی

اولین کاری که باید انجام دهیم این است که تصمیم بگیریم به چند میزبان برای هر زیرشبکه نیاز داریم. در مثال ما، به زیرشبکه‌هایی با حداقل ۵۰ آدرس قابل استفاده نیاز داریم. برای محاسبه بیت‌های میزبان مورد نیاز، کوچکترین توان ۲ را برابر یا بزرگتر از تعداد میزبان‌های مورد نیاز به علاوه دو (برای آدرس‌های شبکه و برادکست) پیدا می‌کنیم. در این حالت، ۵۰ + ۲ = ۵۲. کوچکترین توان ۲ برابر یا بزرگتر از ۵۲، 2 به توان 6 یعنی ۶۴ است.
خب، پس ما ۸ بیت میزبان اصلی داریم. برای زیرشبکه‌هایی با حداقل ۵۰ آدرس میزبان قابل استفاده، به ۶ بیت میزبان نیاز داریم. بنابراین، ۲ بیت باقی می‌ماند که می‌توانیم به بیت‌های زیرشبکه تبدیل کنیم.
برای محاسبه ماسک زیرشبکه جدید زیرشبکه‌ها، بیت‌های زیرشبکه را به ماسک اصلی اضافه می‌کنیم - ۲۴+۲ = /۲۶. شکل زیر این مثال را نشان می‌دهد.

حال، برای محاسبه مرزهای هر زیرشبکه، نمایش دودویی را به اعشاری تبدیل می‌کنیم. برای مثال، شناسه شبکه زیرشبکه اول 00100101.0000001.00000001.00000000 (37.1.1.0) و آدرس برادکست 00100101.00000001.00000001.00111111 (37.1.1.63) است. توجه داشته باشید که بیت‌های شبکه به رنگ آبی و بیت‌های میزبان به رنگ قرمز هستند. بیت‌های شبکه 26 هستند - 24 بیت شبکه اصلی به علاوه 2 بیت زیرشبکه. بنابراین، برای زیرشبکه ۱:
آدرس شبکه: 37.1.1.0/26
محدوده IP قابل استفاده: ۳۷.۱.۱.۱ - ۳۷.۱.۱.۶۲
آدرس برادکست: ۳۷.۱.۱.۶۳
شناسه شبکه زیرشبکه ۲، 00100101.00000001.00000001.01000000 (37.1.1.64) و آدرس برادکست، 00100101.00000001.00000001.01111111 (37.1.1.127) است:

آدرس شبکه: 37.1.1.64/26
محدوده IP قابل استفاده: ۳۷.۱.۱.۶۵ - ۳۷.۱.۱.۱۲۶
آدرس برادکست: 37.1.1.127
شناسه شبکه زیرشبکه ۳، 00100101.00000001.00000001.10000000 (37.1.1.128) و آدرس برادکست 00100101.00000001.00000001.10111111 (37.1.1.191) است:

آدرس شبکه: 37.1.1.128/26
محدوده IP قابل استفاده: 37.1.1.129 - 37.1.1.190
آدرس برادکست: 37.1.1.191
شناسه شبکه زیرشبکه ۴، 00100101.0000001.00000001.11000000 (37.1.1.0) و آدرس برادکست ‎(37.1.1.63) 00100101.0000001.00000001.11111111:

آدرس شبکه: 37.1.1.192/26
محدوده IP قابل استفاده: 37.1.1.193 - 37.1.1.254
آدرس برادکست: 37.1.1.255
حالا می‌توانیم هر یک از چهار زیرشبکه را به چهار دفتر اختصاص دهیم و آدرس‌های IP کافی برای 50 کاربر در هر دفتر فراهم کنیم، همانطور که در شکل در زیر نشان داده شده است.