网络基础之子网划分

 

 

 

 

一.ip地址基本知识
1.1 ip地址的结构和分类
根据tcp／ip协议，连接在internet上的每个设备都必须有一个ip地址，他是一个32位二进制数，也可以用点分十进制表示，每八位一组，用一个十进制表示即0～255，每组用"."分隔开，例如172.16.45.10
ip地址表示

将ip地址中的网络位和主机位固定下来后，ip地址被分成了不同的积累：A类，B类，C类，D类，E类

A类IP地址
⼀个A类IP地址由1字节的⽹络地址和3字节主机地址组成， ⽹络地址的最⾼位必须是“0”，地址范围1.0.0.1-126.255.255.254
⼆进制表示为： 00000001 00000000 00000000 00000001 - 01111110 11111111 11111111 11111110
可⽤的A类⽹络有126个， 每个⽹络能容纳1677214个主机

B类IP地址
⼀个B类IP地址由2个字节的⽹络地址和2个字节的主机地址组成， ⽹络地址
的最⾼位必须是“10”，
地址范围128.1.0.1-191.255.255.254
⼆进制表示为： 10000000 00000001 00000000 00000001 - 10111111
11111111 11111111 11111110
可⽤的B类⽹络有16384个， 每个⽹络能容纳65534主机
python基础语⾔
ip地址 21

C类IP地址
⼀个C类IP地址由3字节的⽹络地址和1字节的主机地址组成， ⽹络地址的最
⾼位必须是“110”
范围192.0.1.1-223.255.255.254
⼆进制表示为: 11000000 00000000 00000001 00000001 - 11011111
11111111 11111110 11111110
C类⽹络可达2097152个， 每个⽹络能容纳254个主机

D类地址⽤于多点⼴播
D类IP地址第⼀个字节以“1110”开始， 它是⼀个专⻔保留的地址。
它并不指向特定的⽹络， ⽬前这⼀类地址被⽤在多点⼴播（ Multicast） 中
多点⼴播地址⽤来⼀次寻址⼀组计算机
地址范围224.0.0.1-239.255.255.254

E类IP地址
以“1111”开始， 为将来使⽤保留
E类地址保留， 仅作实验和开发⽤

私有ip
在这么多⽹络IP中， 国际规定有⼀部分IP地址是⽤于我们的局域⽹使⽤，也就是属于私⽹IP， 不在公⽹中使⽤的， 它们的范围是：

10.0.0.0～10.255.255.255，表示一个A类地址
172.16.0.0~172.31.255.255,表示16个B类地址

192.168.0.0～192.168.255.255，表示256个C类地址

3.7 注意
IP地址127． 0． 0． 1~127． 255． 255． 255⽤于回路测试，如： 127.0.0.1可以代表本机IP地址， ⽤ http://127.0.0.1 就可以测试本机
中配置的Web服务器

0.0.0.0:指已经不是真正意义上的ip地址，它表示的是所有不清楚主机和目的网络，这里的不清楚指的是在本机路由表里没有特定条目指明如何到达

1.3 子网掩码

IP地址的⽹络号和主机号各是多少位呢？
如果不指定， 就不知道哪些位是⽹络号、 哪些是主机号， 这就需要通过⼦⽹
掩码来实现。
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
分⼦⽹掩码的设定必须遵循⼀定的规则。
与IP地址相同， ⼦⽹掩码的⻓度也是32位，
左边是⽹络位， ⽤⼆进制数字“1”表示；
右边是主机位， ⽤⼆进制数字“0”表示。
假设IP地址为“192.168.1.1”⼦⽹掩码为“255.255.255.0”。
其中， “1”有24个， 代表与此相对应的IP地址左边24位是⽹络号；
“0”有8个， 代表与此相对应的IP地址右边8位是主机号。
这样， ⼦⽹掩码就确定了⼀个IP地址的32位⼆进制数字中哪些是⽹络号、 哪些是主机号。

这对于采⽤TCP/IP协议的⽹络来说⾮常重要， 只有通过⼦⽹掩码， 才能表明⼀台主机所在的⼦⽹

子网掩码用于识别ip地址中的网络地址和主机地址。

子网掩码也是32位二进制数字，在子网掩码中，对应于网络地址部分全用1表示，主机部分全用0表示
还可以用网络前缀表示子网掩码，即"／<网络地址位数>"，如172.16.45.0/24表示B类网络
172.16.45.0的子网掩码为255.255.255.0

最常⽤的两种⼦⽹掩码
⼦⽹掩码是“255.255.255.0”的⽹络：
⼦⽹掩码 24
最后⾯⼀个数字可以在0~255范围内任意变化， 因此可以提供256个IP地址。
但是实际可⽤的IP地址数量是256-2， 即254个， 因为主机号不能全是“0”或全是“1”

主机号全为0， 表示⽹络号主机号全为1， 表示⽹络⼴播注意如果将⼦⽹掩码设置过⼤， 也就是说⼦⽹范围扩⼤， 那么， 根据⼦⽹寻径规则， 很可能发往和本地主机不在同⼀⼦⽹内的⽬标主机的数据， 会因为错误的判断⽽认为⽬标主机是在同⼀⼦⽹内， 那么， 数据包将在本⼦⽹内循环，直到超时并抛弃， 使数据不能正确到达⽬标主机， 导致⽹络传输错误； 如果将⼦⽹掩码设置得过⼩， 那么就会将本来属于同⼀⼦⽹内的机器之间的通信当做是跨⼦⽹传输， 数据包都交给缺省⽹关处理， 这样势必增加缺省⽹关(⽂章下⽅有解释)的负担， 造成⽹络效率下降。 因此， ⼦⽹掩码应该根据⽹络的规模进⾏设置。 如果⼀个⽹络的规模不超过254台电脑， 采⽤“255.255.255.0”作为⼦⽹掩码就可以了， 现在⼤多数局域⽹都不会超过这个数字， 因此“255.255.255.0”是最常⽤的IP地址⼦⽹掩码； 假如在⼀所⼤学具有1500多台电脑， 这种规模的局域⽹可以使⽤“255.255.0.0”。 

1.4 ip地址申请
https://www.processon.com/mindmap/57fdad47e4b08d4fe9b3d7e2

二.子网划分

2.1 子网划分概念

子网划分是通过借用ip地址的若干位主机位来充当子网地址的从而将原来的网络分为若干个彼此隔离的子网实现的

 

注意：

arp协议通过ip地址获取目标主机的mac地址这一过程使用的是广播的方式，这个广播地址就是通过子网地址于子网掩码计算而来的，只有计算出的这一子网内的主机才能收到这个arp广播包

子网划分与vlan都可以做到隔离广播域，只是子网划分是三层隔离，二vlan是二层

VLAN（Virtual Local Area Network）的中文名为"虚拟局域网"

 

192.168.1.1/24

Ip地址：     11000000 10101000 00000001 00000001

子网掩码： 11111111 11111111 11111111 00000000

网络地址：11000000 10101000 00000001 00000000

pc1:192.168.1.0

pc3:192.168.1.0

192.168.1.129/25

Ip地址：     11000000 10101000 00000001 10000001

子网掩码： 11111111 11111111 11111111 00000000

网络地址：11000000 10101000 00000001 10000000

pc2:192.168.1.128

pc4:192.168.1.128

2.2 c类子网划分初探

11.0.0.0/10-->255.192.0.0/10

00001011.00 000000.00000000.00000000   11.0.0.0->11.63.255.255

00001011.01 000000.00000000.00000000   11.64.0.0->11.127.255.255

00001011.10 000000.00000000.00000000   11.128.0.0->11.191.255.255

00001011.11 000000.00000000.00000000   11.192.0.0->11.255.255.255

192.168.10.10/26

 

11111111.11111111.11111111.11000000

#子网：00 000000   00111111

子网：01000000  01111111

子网：10000000  10111111

#子网：11 000000  11 111111

开头和结尾不能用

192.168.10.0/24

借的主机位：2

子网数：2**2-2

每个子网包含的主机数：2**（8-2）-2

 

#192.168.10.0/26--192.168.10.63/26  

段一：192.168.10.64/26--192.168.10.127/26  开头结尾地址不能用127广播地址

段二：192.168.10.128/26--192.168.10.192/26

#192.168.10.192/26--192.168.10.255/26

 

段一：192.168.10.65/26----->

11000000.10101000.00001010.01000001

11111111.11111111.11111111.11000000   01000000

and运算结果：

网络地址：192.168.10.64

 

段二：192.168.10.191/26

11000000.10101000.00001010.10111111

11111111.11111111.11111111.11000000  10000000

and运算结果：

网络地址：192.168.10.128

段二：192.168.10.129/26--192.168.10.191/26

 

2.3 子网划分步骤

确定要划分的子网数以及每个子网的主机数

求出子网数目对应的二进制的位数N及主机数目对应的二进制数的位数M

对该ip地址的原子网掩码，将其主机地址部分的前N位置1(其余全部置0)或后M位置0(其余全置1)即得出该ip地址划分子网后的子网掩码

2.4 子网划分案例

给C类网络211.168.10.0划分5个子网

2**2-2<5<2**3-2所以需要3位网络号，主机号为8-3=5

子网掩码为255.255.255.224

每个子网可容纳2**5-2=30台主机

2.5 划分子网注意事项

在子网划分时不仅需要考虑目前需要，还应该了解将来需要多说子网和主机。子网掩码使用较多的主机位，可以得到更多子网，节约了ip地址资源，若将来需要更多的子网时，不用再重新分配ip地址，但每个子网的主机数量有限；反之，子网掩码使用较少的主机位，每个子网的主机数允许有更大的增长，但可用子网数有限

一般来说，一个网络中的节点数太多，网络会因为广播通信而饱和，所以网络中的主机数量的增长是有限的，也就是说，在条件允许的情况下，应将更多的主机位用于子网位

2.6 为何要子网划分及其优点

2.6.1 为什么要子网划分：

Internet组织机构定义了五种IP地址，用于主机的有A、B、C三类地址。其中A类网络有126个，每个A类网络可能有16，777，214台主机，它们处于同一广播域。而在同一广播域中有这么多结点是不可能的，网络会因为广播通信而饱和，结果造成16，777，214个地址大部分没有分配出去，形成了浪费。而另一方面，随着互连网应用的不断扩大，IP地址资源越来越少。为了实现更小的广播域并更好地利用主机地址中的每一位，可以把基于类的IP网络进一步分成更小的网络，每个子网由路由器界定并分配一个新的子网网络地址,子网地址是借用基于类的网络地址的主机部分创建的。划分子网后，通过使用掩码，把子网隐藏起来，使得从外部看网络没有变化，这就是子网掩码。

很简单的说   就是，一个公司不可能使用254个公网地址，A公司想用6个地址，B公司也想用6个地址，如果把这两个公司的地址都放在一个大网段里面，这两个公司的地址就能够直接互通

2.6.2 子网划分优点

减少网络流量

提高网络性能

简化管理

易于扩大地理范围

posted @ 2017-11-26 11:35  ninxin18  阅读(782)  评论(0)  编辑  收藏  举报