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子网划分

我们都知道,IP是由四段数字组成,在此,我们先来了解一下3类常用的IP
A类IP段 0.0.0.0 到127.255.255.255 (0段和127段不使用)
B类IP段 128.0.0.0 到191.255.255.255
C类IP段 192.0.0.0 到223.255.255.255

XP默认分配的子网掩码每段只有255或0
A类的默认子网掩码 255.0.0.0 一个子网最多可以容纳1677万多台电脑
B类的默认子网掩码 255.255.0.0 一个子网最多可以容纳6万台电脑
C类的默认子网掩码 255.255.255.0 一个子网最多可以容纳254台电脑
我以前认为,要想把一些电脑搞在同一网段,只要IP的前三段一样就可以了,今天,我才知道我错了。如果照我这说的话,一个子网就只能容纳254台电脑?真是有点笑话。我们来说详细看看吧。
要想在同一网段,只要网络标识相同就可以了,那要怎么看网络标识呢?首先要做的是把每段的IP转换为二进制。(有人说,我不会转换耶,没关系,我们用Windows自带计算器就行。打开计算器,点查看>科学型,输入十进制的数字,再点一下“二进制”这个单选点,就可以切换至二进制了。)
把子网掩码切换至二进制,我们会发现,所有的子网掩码是由一串[red]连续[/red]的1和一串[red]连续[/red]的0组成的(一共4段,每段8位,一共32位数)。
255.0.0.0 11111111.00000000.00000000.00000000

255.255.0.0 11111111.11111111.00000000.00000000

255.255.255.0 11111111.11111111.11111111.00000000

这是A/B/C三类默认子网掩码的二进制形式,其实,还有好多种子网掩码,只要是一串连续的1和一串连续的0就可以了(每段都是8位)。如 11111111.11111111.11111000.00000000,这也是一段合法的子网掩码。子网掩码决定的是一个子网的计算机数目,计算机公式是2的m次方,其中,我们可以把m看到是后面的多少颗0。如255.255.255.0转换成二进制,那就是 11111111.11111111.11111111.00000000,后面有8颗0,那m就是8,255.255.255.0这个子网掩码可以容纳 2的8次方(台)电脑,也就是256台,但是有两个IP是不能用的,那就是最后一段不能为0和255,减去这两台,就是254台。我们再来做一个。
255.255.248.0这个子网掩码可以最多容纳多少台电脑?
计算方法:
把将其转换为二进制的四段数字(每段要是8位,如果是0,可以写成8个0,也就是00000000)

11111111.1111111.11111000.00000000
然后,数数后面有几颗0,一共是有11颗,那就是2的11次方,等于2048,这个子网掩码最多可以容纳2048台电脑。

一个子网最多可以容纳多少台电脑你会算了吧,下面我们来个逆向算法的题。

一个公司有530台电脑,组成一个对等局域网,子网掩码设多少最合适?
首先,无疑,530台电脑用B类IP最合适(A类不用说了,太多,C类又不够,肯定是B类),但是B类

默认的子网掩码是255.255.0.0,可以容纳6万台电脑,显然不太合适,那子网掩码设多少合适呢?我们先来列个公式。
2的m次方=560
首先,我们确定2一定是大于8次方的,因为我们知道2的8次方是256,也就是C类IP的最大容纳电脑的数目,我们从9次方一个一个试2的9次方是 512,不到560,2的10次方是1024,看来2的10次方最合适了。子网掩码一共由32位组成,已确定后面10位是0了,那前面的22位就是1,最合适的子网掩码就是:11111111.11111111.11111100.00000000,转换成10进制,那就是255.255.252.0。
分配和计算子网掩码你会了吧,下面,我们来看看IP地址的网段。
相信好多人都和偶一样,认为IP只要前三段相同,就是在同一网段了,其实,不是这样的,同样,我样把IP的每一段转换为一个二进制数,这里就拿IP:192.168.0.1,子网掩码:255.255.255.0做实验吧。
192.168.0.1
11000000.10101000.00000000.00000001
(这里说明一下,和子网掩码一样,每段8位,不足8位的,前面加0补齐。)
IP 11000000.10101000.00000000.00000001
子网掩码 11111111.11111111.11111111.00000000

在这里,向大家说一下到底怎么样才算同一网段。
要想在同一网段,必需做到网络标识相同,那网络标识怎么算呢?各类IP的网络标识算法都是不一样的。A类的,只算第一段。B类,只算第一、二段。C类,算第一、二、三段。
算法只要把IP和子网掩码的每位数AND就可以了。
AND方法:0和1=0 0和0=0 1和1=1
如:And 192.168.0.1,255.255.255.0,先转换为二进制,然后AND每一位
IP 11000000.10101000.00000000.00000001
子网掩码 11111111.11111111.11111111.00000000
得出AND结果 11000000.10101000.00000000.00000000
转换为十进制192.168.0.0,这就是网络标识,
再将子网掩码反取,也就是00000000.00000000.00000000.11111111,与IP AND
得出结果00000000.00000000.00000000.00000001,转换为10进制,即0.0.0.1,
这0.0.0.1就是主机标识。要想在同一网段,必需做到网络标识一样。
我们再来看看这个改为默认子网掩码的B类IP
如IP:188.188.0.111,188.188.5.222,子网掩码都设为255.255.254.0,在同一网段吗?
先将这些转换成二进制
188.188.0.111 10111100.10111100.00000000.01101111

188.188.5.222 10111100.10111100.00000101.11011010

255.255.254.0 11111111.11111111.11111110.00000000

分别AND,得

10111100.10111100.00000000.00000000

10111100.10111100.00000100.00000000

网络标识不一样,即不在同一网段。
判断是不是在同一网段,你会了吧,下面,我们来点实际的。
一个公司有530台电脑,组成一个对等局域网,子网掩码和IP设多少最合适?
子网掩码不说了,前面算出结果来了11111111.11111111.11111100.00000000,也就是255.255.252.0
我们现在要确定的是IP如何

分配,首先,选一个B类IP段,这里就选188.188.x.x吧
这样,IP的前两段确定的,关键是要确定第三段,只要网络标识相同就可以了。我们先来确定网络号。(我们把子网掩码中的1和IP中的?对就起来,0和*对应起来,如下:)
255.255.252.0 11111111.11111111.11111100.00000000

188.188.x.x 10111100.10111100.??????**.********
网络标识 10111100.10111100.??????00.00000000

由此可知,?处随便填(只能用0和1填,不一定全是0和1),我们就用全填0吧,*处随便,这样呢,我们的IP就是

10111100.10111100.000000**.********,一共有530台电脑,IP的最后一段1~254可以分给254台计算机, 530/254=2.086,采用进1法,得整数3,这样,我们确定了IP的第三段要分成三个不同的数字,也就是说,把000000**中的**填三次数字,只能填1和0,而且每次的数字都不一样,至于填什么,就随我们便了,如00000001,00000010,00000011,转换成二进制,分别是 1,2,3,这样,第三段也确定了,这样,就可以把IP分成188.188.1.y,188.188.2.y,188.188.3.y,y处随便填,只要在1~254范围之内,并且这530台电脑每台和每台的IP不一样,就可以了。

有人也许会说,既然算法这么麻烦,干脆用A类IP和A类默认子网掩码得了,偶要告诉你的是,由于A类IP和A类默认子网掩码的主机数目过大,这样做无疑是大海捞针,如果同时局域网访问量过频繁、过大,会影响效率的,所以,最好设置符合自己的IP和子网掩码


子网划分详解

关于子网划分,花几个小时来弄一下,巩固一二:

一 基本概念

1. A/B/C/D/E 类网络的规定和网络掩码,这个就不说了,地球人都知道!

2. 为什么划分子网?

3. 子网划分的优点?

A . 减少网络流量,和减少网络广播。

B .提高网络性能

C 简化管理和网络安全

D 易于扩大地理范围

E 节省IP

4. 什么是VLSM?

可变长子网掩码(Variable-Length Subnet Masks,VLSM)的出现是打破传统的以类(class)为标准的地址划分方法,是为了缓解IP 地址紧缺而产生的。作用:提高IP地址利用率;减少路由表大小。使用VLSM 时,所采用的路由协议必须能够支持它,这些路由协议包括RIPv2,OSPF,EIGRP 和BGP。

5. 什么是CIDR?

(无类别域间路由) CIDR是开发用于帮助减缓IP地址和路由表增大问题的一项技术。CIDR(Classless Inter-Domain Routing,无类域间路由)的基本思想是取消IP地址的分类结构,将多个地址块聚合在一起生成一个更大的网络,以包含更多的主机。

CIDR支持路由聚合,能够将路由表中的许多路由条目合并为成更少的数目,因此可以限制路由器中路由表的增大,减少路由通告。同时,CIDR有助于IPv4地址的充分利用。ISP常用

这样的方法给客户分配地址,ISP提供给客户1个块(block size),类似这样:192.168.10.32/28,这排数字告诉你你的子网掩码是多少,/28代表多少位为1,最大/32.但是你必须知道的1点是:不管是A类还是B类还是其他类地址,最大可用的只能为30/,即保留2位给主机位。

CIDR,是将路由表中的条目汇总,如将多个C类地址汇总为一个B类地址。VLSM,是将一个网划分为多个子网,充分利用网络资源。简单直观的说就是,

VLSM是把一个ip分成几个连续的ip网段;CIDR是把几个ip地址合并成一个ip在外网显示。

6. 全0 子网和全1子网?

7. 子网组成?

网络ID+主机ID+子网ID

8. 子网掩码作用?

子网掩码是一个32位地址,用于屏蔽IP地址的一部分以区别网络标识和主机标识,并说明该IP地址是在局域网上,还是在远程网上

子网掩码不能单独存在,它必须结合IP地址一起使用。子网掩码只有一个作用,就是将某个IP地址划分成网络地址和主机地址两部分。

 通过 IP 地址的二进制与子网掩码的二进制进行与运算进行定某个设备的网络地址,子网掩码是用来判断任意两台计算机的IP地址是否属于同一子网络的根据。

9.广播地址?

广播地址应用于网络内的所有主机

1)有限广播

它不被路由但会被送到相同物理网络段上的所有主机

IP地址的网络字段和主机字段全为1就是地址255.255.255.255

2)直接广播

网络广播会被路由,并会发送到专门网络上的每台主机

IP地址的网络字段定义这个网络,主机字段通常全为1,如 192.168.10.255

3)四种I P广播地址

A 受限的广播


受限的广播地址是255.255.255.255。该地址用于主机配置过程中IP数据报的目的地址,此时,主机可能还不知道它所在网络的网络掩码,甚至连它的IP地址也不知道。在任何情况下,路由器都不转发目的地址为受限的广播地址的数据报,这样的数据报仅出现在本地网络中。

B指向网络的广播

指向网络的广播地址是主机号为全1的地址。A类网络广播地址为netid.255.255.255,其中netid为A类网络的网络号。一个路由器必须转发指向网络的广播,但它也必须有一个不进行转发的选择。

C 指向子网的广播

指向子网的广播地址为主机号为全1且有特定子网号的地址。作为子网直接广播地址的IP地址需要了解子网的掩码。例如,如果路由器收到发往128.1.2.255的数据报,当B类网络128.1的子网掩码为255.255.255.0时,该地址就是指向子网的广播地址;但如果该子网的掩码为255.255.254.0,该地址就不是指向子网的广播地址。

D 指向所有子网的广播

 指向所有子

网的广播也需要了解目的网络的子网掩码,以便与指向网络的广播地址区分开。指向所有子网的广播地址的子网号及主机号为全1。例如,如果目的子网掩码为255.255.255.0,那么IP地址128.1.255.255是一个指向所有子网的广播地址。然而,如果网络没有划分子网,这就是一个指向网络的广播。



二 算法

1.子网广播地址和网络地址?

公式: 广播地址=网络ID+最大主机ID

网络地址=IP地址与子网掩码的二进制与运算
例子1 求IP 10.78.202.175 255.255.255.0 的网络中网络地址和广播地址



方法一:与运算

计算略 网络地址: 10.78.202.0 广播地址 10.78.202.255

方法二: 分析

同上例 标准C类网路 ,即容纳256个IP 故网络地址为 256-256=0 即10.78.202.175

例子2求IP 192.168.202.48 255.255.255.224 网络和广播地址

计算IP 256-224=32 即每个子网有32个IP 因 192.168.202.48 可知网络地址最后一位一定小于48 即为16的倍数且有小于48只有32 ,广播地址为下一网络地址-1 即48-1 为192.168.202.47

方法三,地址前缀法

假设上例1 中 是一个C类IP 前缀为24 ,即取前二进制24为不变,后面八位置0 然后叠加,转为10进制 可以计算出网络地址为10.78.202.0.

例子3 求192.168.207.46/22

前22为不变+后10为置0 换算为192.168.204.0/22

2.主机ID 子网掩码取反值与IP地址与运算

3.子网掩码计算

标准网络 :IP网络ID设1 主机ID置0

子网: 借位数与网络ID置1 ,主机ID设为0

如上述例子3 前22为置1 后10为设为0 即可以为 255.255.252.0

4.子网数目和主机数目划分

假设例子4 192.168.240.6/24划分8个子网,即需要借用m(8)开2的n次方即:n=3,借用三位

假设对 例子5 192.168.10.0进行四个子网划分,即要借用3位 即最后八位组合为

111 00000

110 00000

101 00000

100 00000

011 00000

010 00000

001 00000

000 00000

相关子网为

11000000 10101000 00001010 00100000 = 192.168.10.32
11000000 10101000 00001010 01000000 = 192.168.10.64
11000000 10101000 00001010 01100000 = 192.168.10.96
11000000 10101000 00001010 10000000 = 192.168.10.128
11000000 10101000 00001010 10100000 = 192.168.10.160
11000000 10101000 00001010 11000000 = 192.168.10.192
子网掩码:11111111 11111111 11111111 11100000 = 255.255.255.224



网络中主机地址全为0的IP是网络地址,全为1的IP是网络广播地址,不可用
所以我们的子网地址和子网主机地址如下:

子网1: 192.168.10.32 掩码: 255.255.255.224
主机IP:192.168.10.33—62
子网2: 192.168.10.64 掩码: 255.255.255.224
主机IP:192.168.10.65—94
子网3: 192.168.10.96 掩码: 255.255.255.224
主机IP:192.168.10.97—126
子网4: 192.168.10.128 掩码: 255.255.255.224
主机

IP:192.168.10.129—158
子网5: 192.168.10.160 掩码: 255.255.255.224
主机IP:192.168.10.161—190

子网6: 192.168.10.192 掩码: 255.255.255.224
主机IP:192.168.10.193—222

假设 继续对子网5再次划分要求每个单位只能容纳10台主机的,即判断需要借用4位 用28位子网掩码255.255.255.240(或192.168.10.128/28和192.168.10.160/28,即28位掩码),得到子网192.168.10.128/28、

192.168.10.144/28、

192.168.10.160/28

192.168.10.176/28

继续上例子,对子网6进一步划分,用于总部与各分部之间的广域网链路上。由于点到点的广域网链路需要的地址很少,只要2个地址用在每一条链路的两端上的每个路由器上,对子网F进一步子网化,使它能工作在广域网链路上,取30位子网掩码255.255.255.252或192.168.10.192/30, 即可实现如下子网

192.168.1.192/30
192.168.10.196/30
192.168.10.200/30
192.168.10.204/30
192.168.10.208/30
192.168.10.212/30
192.168.10.216/30
192.168.10.220/30



假设我们需要建设一个拥有4个子网,每个子网内有25台主机的网络,那我们一共需要有(4+2)*(25+2)个IP数的网络来划分。
(4+2)*(25+2)=162

一个C类地址的网络可以拥有254的主机地址,所以我们选择C类的地址来作为整个网络的网络号。
如果现在我们有6个机房,每个机房里有50台主机呢?
(6+2)*(50+2)=416
显然,需要用到B类地址的网络了。
后面划分子网的步骤就和上面一样了,不多说。

5. 子网合并
例子6:规划有700台电脑,组成的对等局域网

在这里我们看到了700台电脑的一个网络,一个C类的地址已经不能够满足了,这时候
我们应该怎么去? |
解:因为申请一个B类地址太浪费,所以选择申请多个C类地址来组建网络。
1个C类地址可以分配254台计算机,700台就需要 800/254 约等于 3
如:192.168.1.1 ~ 192.168.1.254
192.168.2.1 ~ 192.168.2.254
192.168.3.1 ~ 192.168.3.254
2的n次方要大于700,所以n取10
所以原来的子网掩码为: 11111111.11111111.11111111.00000000 [255.255.255.0]
所以现在的子网掩码为: 11111111.11111111.11111100.00000000 [255.255.252.0]

检验: 192.168.1.1 11000000.10101000.00000001.00000001
检验: 192.168.2.1 11000000.10101000.00000010.00000001
检验: 192.168.3.1 11000000.10101000.00000011.00000001
掩码: 255.255.252.0 11111111.11111111.11111100.00000000
& 与
 子网: 11000000.10101000.00000000.00000000

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