子网划分与子网掩码是网络协议中的一个重要概念，主要用于优化IP地址的管理和网络资源的分配。在TCP/IP协议栈中，IP地址被分为网络部分和主机部分，而子网掩码则用来标识IP地址的哪些部分属于网络，哪些部分属于主机。
1. IP地址：
IP地址是由32位二进制组成的，通常被划分为4个八位字节（即四段），每段用十进制表示，并用点号分隔，如145.13.21.23。这种表示方式称为点分十进制表示法。IP地址分为两种类型：IPv4和IPv6，这里主要讨论IPv4。IPv4地址空间总共包含4,294,967,296个地址，但由于网络地址和广播地址的特殊性，实际可用地址数量较少。
2. 子网划分：
子网划分是将一个大的IP网络划分为若干个更小的网络，每个小网络称为一个子网。这样做的主要目的是节省IP地址，提高网络管理效率。通过借用主机位作为子网位，可以创建多个子网。例如，145.13.21.0/24表示这个IP地址的前24位是网络部分，剩余8位是主机部分，可以划分出256（2^8）个可能的IP地址，但除去全0（网络地址）和全1（广播地址），实际可用地址为254个。
3. 子网掩码：
子网掩码是用来判断任意两个IP地址是否在同一子网中的。它与IP地址一样，也是32位二进制数，但通常只有网络部分为1，其余为0。例如，255.255.224.0是一个常见的子网掩码，它表示前22位是网络部分，剩余10位是主机部分。子网掩码与IP地址进行按位与操作，可以确定IP地址的网络部分。
4. 子网掩码示例：
- 145.13.21.23/24的子网掩码是255.255.255.0，这表明前24位是网络部分，后8位是主机部分。
- 180.80.77.55/255.255.252.0的子网掩码表示网络部分是180.80.76.0，因为与子网掩码按位与后得到的结果是180.80.76.0。根据这个子网掩码，可以推断出该网络的广播地址是180.80.79.255（所有主机位设为1），因此正确答案是D. 180.80.79.255。
5. 特殊IP地址：
- 0.0.0.0通常代表无效或未指定的地址，有时用于表示所有网络或所有接口。
- 255.255.255.255是广播地址，用于向网络上的所有设备发送数据。
6. 主机地址范围：
145.13.21.0/24的网络中，可用的主机地址范围是从145.13.21.1到145.13.21.254。同样，145.13.7.0/24的网络中，可用主机地址是从145.13.7.1到145.13.7.254。而145.13.3.0/24的网络，主机地址范围是145.13.3.1到145.13.3.254。
通过子网划分和子网掩码，网络管理员可以更有效地管理网络资源，合理分配IP地址，减少网络间的通信冲突，提升网络性能。在实际网络环境中，子网划分是一项基础且重要的工作，对于网络规划和设计具有关键作用。
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