第三章 地址规划及可变长子网掩码

3.2 实训任务

3.2.1 实训任务一：IP地址规划方法

一、IP地址规划的基本步骤

• 判断用户对网路和主机数的需求
• 计算满足用户需求的基本网络地址结构
• 计算地址掩码
• 计算网络地址
• 计算网络广播地址
• 计算网络主机地址

二、地址规划的基本方法

步骤一：判断网路与主机数量的需求

• 根据网络总体设计中物理拓扑设计是参数，确定以下两个主要数据
  • 网络中最多可能使用的子网数量 N_net
  • 网络中最大网段已有的和可能扩展的主机数量 N_host
    
    
    步骤二：计算基本网络地址结构参数 ————> 计算网络号，子网号，主机号
• 选择子网号（subnet ID）字段的长度值 X，要求 N_net <= 2^X
• 选择 host ID 字段长度值为 Y，要求 N_host <= 2^Y-2（主机位全0和全1作为特殊用途）
• 根据 X+Y 的值可以确定申请哪一类的 IP 地址
  
  
  步骤三：计算地址掩码（掩码二进制中 1：网络位，0：主机位）
  根据子网掩码找到准确的子网号位数，网络号，主机号
  
  
  步骤四：计算网络地址
  每个子网中最多有 2^Y-2 个主机数，相邻子网的主机地址增量值 2^Y（注意这里不需要减2）
  
  
  步骤五：计算网络广播地址
  根据规律，一个子网的定向广播地址是陛下一个子网地址号小 1 的地址号
  
  
  步骤六：计算网络的主机地址（可用 IP 地址）
  按照地址使用的规律，提出网络地址与广播地址之外的网络地址都是主机可以使用的 IP 地址。

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3.2.2 实训任务二：子网地址规划方法（应用题可能）

一、子网地址规划的基本方法和步骤

1. 创建子网需要执行以下三个步骤

• 确定所需要的 net ID 数（网络号数）
  • 每个子网需要一个 net ID
  • 每个广域网连接需要一个 net ID
    
    
• 确定所需要的 host ID 数（主机号数）
  • 每个主机需要一个 host ID
  • 路由器的每个连接需要一个 host ID
    
    
• 基于以上要求，需要创建以下内容
  • 为整个网络设定一个子网掩码
  • 为每个物理网段设定一盒不同的 subnet ID
  • 为每个子网确定主机的合法地址空间（可用IP地址）

2. 子网地址规划需要回答以下 5 个基本问题

• 这个被选定的子网掩码可以产生多少个子网？
• 每个子网内部可以有多少个合法是 subnet ID？
• 这些合法是主机地址是什么？
• 每个子网的广播地址是什么？
• 每个子网内部合法的** net ID** 是什么？

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二、子网地址规划示例

1. 用户需求

• 一个校园网获得一个 B 类 IP 地址（156.26.0.0）要子网划分
• 该校园将近 210 个网络组成
• 为了便于管理，要求根据目前情况进行子网划分
  解析：
  （1）需要 210 个网络因此 需要 8 位子网号，由于 B 类网络故 24 位作为子网掩码（255.255.255.0）
  （2）由于子网号和主机号不能使用全0或全1，因此校园网只能拥有 254个子网，每个子网只能有 254 台主机
  （3）在确定子网长度时，应权衡子网数与每个子网中主机与路由器数
  这两个方面的因素，不能简单的追求子网数量，一定是满足基本要求，并考虑留有一定的余量。

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3.2.3 实训任务三：可变长度子网掩码（VLSM）地址规划

一、可变长子网掩码地址规划的基本原则

1. 可变长子网掩码是在标准掩码上面再划分子网的网络号码

• 无类路由选择网络 ————> 可以使用 VLSM
• 有类路由选择网络 ————> 不可以使用 VLSM

二、可变长度子网掩码（VLSM）地址规划的案例（很重要）

1. 用户需求

  某公司申请了一个整个 C 类 202.60.31.0 的 IP 地址，该公司有 100 名员工在销售部门工作，50 名员工在财务部门工作，50 名员工在设计部门工作。要求网络管理员为销售部门、财务部门与设计部门分别组建子网。
分析：要有 3 个子网，故设子网位x：2^x >= 3，故 x = 2。由于是 C 类的 IP 地址，故主机位只剩下 6 位，主机数为 2⁶-2=62；但由于销售部需要 100 个主机故引入可变长子网掩码

2. 选择可变长度子网掩码（考虑为什么不用子网规划？）

• 针对这种情况，可通过可变长度子网掩码（VLSM）技术将一个 C 类 IP 地址分为 3 个部分，其中子网1（销售部100个主机）的地址空间是子网2（财务的50个主机） 和 子网3（设计部50个主机）地址空间的 2 倍
  
  
  注：网络地址主机位全部置 0；
  解：子网1 计算过程如下：
  主机 IP 地址：11001010.00111100.00011111.00000000（网络地址：202.60.31.0）
  子网掩码：11111111.11111111.11111111.10000000（网络地址：255.255.255.128）————> 向主机位借位作为子网位，注意有0、1两种状态，先用 0 ，后用 1，必须按顺序使用
  将主机地址与子网掩码进行与运算得到子网1 的地址：11001010.00111100.00011111.00000000（网络地址：202.60.31.0）
  
  
  子网2 的地址空间的计算过程：
  主机 IP 地址：11001010.00111100.00011111.10000000（网络地址：202.60.128.0）
  子网掩码：11111111.11111111.11111111.11000000（网络地址：255.255.255.192）
  主机地址与子网掩码进行与运算：11001010.00111100.00011111.10000000（网络地址：202.60.128.0）
  
  
  子网三的 网络地址：202.30.192.0