子網(wǎng)劃分
Internet組織機(jī)構(gòu)定義了五種IP地址，用于主機(jī)的有A、B、C三類地址，
IP子網(wǎng)劃分詳解
。其中A類網(wǎng)絡(luò)有126個，每個A類網(wǎng)絡(luò)可能有16，777，214臺主機(jī)，它們處于同一廣播域。而在同一廣播域中有這么多結(jié)點(diǎn)是不可能的，網(wǎng)絡(luò)會因?yàn)閺V播通信而飽和，結(jié)果造成16，777，214個地址大部分沒有分配出去，形成了浪費(fèi)。而另一方面，隨著互連網(wǎng)應(yīng)用的不斷擴(kuò)大，IP地址資源越來越少。為了實(shí)現(xiàn)更小的廣播域并更好地利用主機(jī)地址中的每一位，可以把基于類的IP網(wǎng)絡(luò)進(jìn)一步分成更小的網(wǎng)絡(luò)，每個子網(wǎng)由路由器界定并分配一個新的子網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)地址,子網(wǎng)地址是借用基于類的網(wǎng)絡(luò)地址的主機(jī)部分創(chuàng)建的。劃分子網(wǎng)后，通過使用掩碼，把子網(wǎng)隱藏起來，使得從外部看網(wǎng)絡(luò)沒有變化，這就是子網(wǎng)掩碼。1. 子網(wǎng)掩碼
RFC 950定義了子網(wǎng)掩碼的使用，子網(wǎng)掩碼是一個32位的2進(jìn)制數(shù)，其對應(yīng)網(wǎng)絡(luò)地址的所有位都置為1，對應(yīng)于主機(jī)地址的所有位都置為0。由此可知，A類網(wǎng)絡(luò)的缺省的子網(wǎng)掩碼是255.0.0.0，B類網(wǎng)絡(luò)的缺省的子網(wǎng)掩碼是255.255.0.0，C類網(wǎng)絡(luò)的缺省的子網(wǎng)掩碼是255.255.255.0。將子網(wǎng)掩碼和IP地址按位進(jìn)行邏輯“與”運(yùn)算，得到IP地址的網(wǎng)絡(luò)地址，剩下的部分就是主機(jī)地址，從而區(qū)分出任意IP地址中的網(wǎng)絡(luò)地址和主機(jī)地址。子網(wǎng)掩碼常用點(diǎn)分十進(jìn)制表示，我們還可以用網(wǎng)絡(luò)前綴法表示子網(wǎng)掩碼，即“/<網(wǎng)絡(luò)地址位數(shù)>”。如138.96.0.0/16表示B類網(wǎng)絡(luò)138.96.0.0的子網(wǎng)掩碼為255.255.0.0。
子網(wǎng)掩碼告知路由器，地址的哪一部分是網(wǎng)絡(luò)地址，哪一部分是主機(jī)地址，使路由器正確判斷任意IP地址是否是本網(wǎng)段的，從而正確地進(jìn)行路由。例如，有兩臺主機(jī)，主機(jī)一的IP地址為222.21.160.6，子網(wǎng)掩碼為255.255.255.192，主機(jī)二的IP地址為222.21.160.73，子網(wǎng)掩碼為255.255.255.192。現(xiàn)在主機(jī)一要給主機(jī)二發(fā)送數(shù)據(jù)，先要判斷兩個主機(jī)是否在同一網(wǎng)段。
主機(jī)一
222.21.160.6即：11011110.00010101.10100000.00000110
255.255.255.192即：11111111.11111111.11111111.11000000
按位邏輯與運(yùn)算結(jié)果為： 11011110.00010101.10100000.00000000
主機(jī)二
222.21.160.73 即：11011110.00010101.10100000.01001001
255.255.255.192即：11111111.11111111.11111111.11000000
按位邏輯與運(yùn)算結(jié)果為：11011110.00010101.10100000.01000000
兩個結(jié)果不同，也就是說，兩臺主機(jī)不在同一網(wǎng)絡(luò)，數(shù)據(jù)需先發(fā)送給默認(rèn)網(wǎng)關(guān)，然后再發(fā)送給主機(jī)二所在網(wǎng)絡(luò)。那么，假如主機(jī)二的子網(wǎng)掩碼誤設(shè)為255.255.255.128，會發(fā)生什么情況呢？
讓我們將主機(jī)二的IP地址與錯誤的子網(wǎng)掩碼相“與”：
222.21.160.73 即：11011110.00010101.10100000.01001001
255.255.255.128即：11111111.11111111.11111111.10000000
結(jié)果為 11011110.00010101.10100000.00000000
這個結(jié)果與主機(jī)的網(wǎng)絡(luò)地址相同，主機(jī)與主機(jī)二將被認(rèn)為處于同一網(wǎng)絡(luò)中，數(shù)據(jù)不再發(fā)送給默認(rèn)網(wǎng)關(guān)，而是直接在本網(wǎng)內(nèi)傳送。由于兩臺主機(jī)實(shí)際并不在同一網(wǎng)絡(luò)中，數(shù)據(jù)包將在本子網(wǎng)內(nèi)循環(huán)，直到超時并拋棄。數(shù)據(jù)不能正確到達(dá)目的機(jī)，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)傳輸錯誤。
反過來，如果兩臺主機(jī)的子網(wǎng)掩碼原來都是255.255.255.128，誤將主機(jī)二的設(shè)為255.255.255.192，主機(jī)一向主機(jī)二發(fā)送數(shù)據(jù)時，由于IP地址與錯誤的子網(wǎng)掩碼相與，誤認(rèn)兩臺主機(jī)處于不同網(wǎng)絡(luò)，則會將本來屬于同一子網(wǎng)內(nèi)的機(jī)器之間的通信當(dāng)作是跨網(wǎng)傳輸，數(shù)據(jù)包都交給缺省網(wǎng)關(guān)處理，這樣勢必增加缺省網(wǎng)關(guān)的負(fù)擔(dān)，造成網(wǎng)絡(luò)效率下降。所以，子網(wǎng)掩碼不能任意設(shè)置，子網(wǎng)掩碼的設(shè)置關(guān)系到子網(wǎng)的劃分。
2. 子網(wǎng)劃分與掩碼的設(shè)置
子網(wǎng)劃分是通過借用IP地址的若干位主機(jī)位來充當(dāng)子網(wǎng)地址從而將原網(wǎng)絡(luò)劃分為若干子網(wǎng)而實(shí)現(xiàn)的。劃分子網(wǎng)時，隨著子網(wǎng)地址借用主機(jī)位數(shù)的增多，子網(wǎng)的數(shù)目隨之增加，而每個子網(wǎng)中的可用主機(jī)數(shù)逐漸減少。以C類網(wǎng)絡(luò)為例，原有8位主機(jī)位，2的8次方即256個主機(jī)地址，默認(rèn)子網(wǎng)掩碼255.255.255.0。借用1位主機(jī)位，產(chǎn)生2個子網(wǎng)，每個子網(wǎng)有126個主機(jī)地址；借用2位主機(jī)位，產(chǎn)生4個子網(wǎng)，每個子網(wǎng)有62個主機(jī)地址……每個網(wǎng)中，第一個IP地址（即主機(jī)部分全部為0的IP）和最后一個IP（即主機(jī)部分全部為1的IP）不能分配給主機(jī)使用，所以每個子網(wǎng)的可用IP地址數(shù)為總IP地址數(shù)量減2；根據(jù)子網(wǎng)ID借用的主機(jī)位數(shù)，我們可以計(jì)算出劃分的子網(wǎng)數(shù)、掩碼、每個子網(wǎng)主機(jī)數(shù)，列表如下：
① 劃分子網(wǎng)數(shù)
② 子網(wǎng)位數(shù)
③ 子網(wǎng)掩碼（二進(jìn)制）
④ 子網(wǎng)掩碼（十進(jìn)制）
⑤ 每個子網(wǎng)主機(jī)數(shù)
① 1～2
② 1
③ 11111111.11111111.11111111.10000000
④ 255.255.255.128
⑤ 126
① 3～4
② 2
③ 11111111.11111111.11111111.11000000
④ 255.255.255.192
⑤ 62
① 5～8
② 3
③ 11111111.11111111.11111111.11100000
④ 255.255.255.224
⑤ 30
① 9～16
② 4
③ 11111111.11111111.11111111.11110000
④ 255.255.255.240
⑤ 14
① 17～32
② 5
③ 11111111.11111111.11111111.11111000
④ 255.255.255.248
⑤ 6
① 33～64
② 6
③ 11111111.11111111.11111111.11111100
④ 255.255.255.252
⑤ 2
如上表所示的C類網(wǎng)絡(luò)中，若子網(wǎng)占用7位主機(jī)位時，主機(jī)位只剩一位，無論設(shè)為0還是1，都意味著主機(jī)位是全0或全1。由于主機(jī)位全0表示本網(wǎng)絡(luò)，全1留作廣播地址，這時子網(wǎng)實(shí)際沒有可用主機(jī)地址，所以主機(jī)位至少應(yīng)保留2位。
從上表可總結(jié)出子網(wǎng)劃分的步驟或者說子網(wǎng)掩碼的計(jì)算步驟：
2.1 確定要劃分的子網(wǎng)數(shù)目以及每個子網(wǎng)的主機(jī)數(shù)目。
2.2 求出子網(wǎng)數(shù)目對應(yīng)二進(jìn)制數(shù)的位數(shù)N及主機(jī)數(shù)目對應(yīng)二進(jìn)制數(shù)的位數(shù)M。
2.3 對該IP地址的原子網(wǎng)掩碼，將其主機(jī)地址部分的前N位置 1或后M位置0 即得出該IP地址劃分子網(wǎng)后的子網(wǎng)掩碼。
例如，對B類網(wǎng)絡(luò)135.41.0.0/16需要劃分為20個能容納200臺主機(jī)的網(wǎng)絡(luò)。因?yàn)?6＜20＜32，即：2的4次方<20<2的5次方，所以，子網(wǎng)位只須占用5位主機(jī)位就可劃分成32個子網(wǎng)，可以滿足劃分成20個子網(wǎng)的要求。B類網(wǎng)絡(luò)的默認(rèn)子網(wǎng)掩碼是255.255.0.0，轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制為11111111.11111111.00000000.00000000。現(xiàn)在子網(wǎng)又占用了5位主機(jī)位，根據(jù)子網(wǎng)掩碼的定義，劃分子網(wǎng)后的子網(wǎng)掩碼應(yīng)該為11111111.11111111.11111000.00000000，轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制應(yīng)該為255.255.248.0。現(xiàn)在我們再來看一看每個子網(wǎng)的主機(jī)數(shù)。子網(wǎng)中可用主機(jī)位還有11位，2的11次方＝2048，去掉主機(jī)位全0和全1的情況，還有2046個主機(jī)ID可以分配，而子網(wǎng)能容納200臺主機(jī)就能滿足需求，按照上述方式劃分子網(wǎng)，每個子網(wǎng)能容納的主機(jī)數(shù)目遠(yuǎn)大于需求的主機(jī)數(shù)目，造成了IP地址資源的浪費(fèi)，
電腦資料
《IP子網(wǎng)劃分詳解》(http://salifelink.com)。為了更有效地利用資源，我們也可以根據(jù)子網(wǎng)所需主機(jī)數(shù)來劃分子網(wǎng)。還以上例來說，128＜200＜256，即2^7＜200＜2^8，也就是說，在B類網(wǎng)絡(luò)的16位主機(jī)位中,保留8位主機(jī)位，其它的16－8＝8位當(dāng)成子網(wǎng)位，可以將B類網(wǎng)絡(luò)138. 96.0.0劃分成256(2^8)個能容納256－1－1－1=253臺（去掉全0全1情況和留給路由器的地址）主機(jī)的子網(wǎng)。此時的子網(wǎng)掩碼為11111111.11111111.11111111.00000000，轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制為255.255.255.0。在上例中，我們分別根據(jù)子網(wǎng)數(shù)和主機(jī)數(shù)劃分了子網(wǎng)，得到了兩種不同的結(jié)果，都能滿足要求，實(shí)際上，子網(wǎng)占用5~8位主機(jī)位時所得到的子網(wǎng)都能滿足上述要求，那么，在實(shí)際工作中，應(yīng)按照什么原則來決定占用幾位主機(jī)位呢？
在劃分子網(wǎng)時，不僅要考慮目前需要，還應(yīng)了解將來需要多少子網(wǎng)和主機(jī)。對子網(wǎng)掩碼使用比需要更多的主機(jī)位，可以得到更多的子網(wǎng)，節(jié)約了IP地址資源，若將來需要更多子網(wǎng)時，不用再重新分配IP地址，但每個子網(wǎng)的主機(jī)數(shù)量有限；反之，子網(wǎng)掩碼使用較少的主機(jī)位，每個子網(wǎng)的主機(jī)數(shù)量允許有更大的增長，但可用子網(wǎng)數(shù)量有限。一般來說，一個網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)數(shù)太多，網(wǎng)絡(luò)會因?yàn)閺V播通信而飽和，所以，網(wǎng)絡(luò)中的主機(jī)數(shù)量的增長是有限的，也就是說，在條件允許的情況下，會將更多的主機(jī)位用于子網(wǎng)位。
綜上所述,子網(wǎng)掩碼的設(shè)置關(guān)系到子網(wǎng)的劃分。子網(wǎng)掩碼設(shè)置的不同，所得到的子網(wǎng)不同，每個子網(wǎng)能容納的主機(jī)數(shù)目不同。若設(shè)置錯誤，可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸錯誤。
補(bǔ)充:
子網(wǎng)劃分(subnetting)的優(yōu)點(diǎn):
1.減少網(wǎng)絡(luò)流量
2.提高網(wǎng)絡(luò)性能
3.簡化管理
4.易于擴(kuò)大地理范圍
How to Creat Subnets
如何劃分子網(wǎng)?首先要熟記2的冪:2的0次方到9次方的值分別為:1,2,4,8,16,32,64,128,256和512.還有要明白的是:子網(wǎng)劃分是借助于取走主機(jī)位,把這個取走的部分作為子網(wǎng)位.因此這個意味劃分越多的子網(wǎng),主機(jī)將越少
Subnet Masks
子網(wǎng)掩碼用于辨別IP地址中哪部分為網(wǎng)絡(luò)地址,哪部分為主機(jī)地址,有1和0組成,長32位,全為1的位代表網(wǎng)絡(luò)號.不是所有的網(wǎng)絡(luò)都需要子網(wǎng),因此就引入1個概念:默認(rèn)子網(wǎng)掩碼(default subnet mask).A類IP地址的默認(rèn)子網(wǎng)掩碼為255.0.0.0;B類的為255.255.0.0;C類的為255.255.255.0
Classless Inter-Domain Routing(CIDR)
CIDR叫做無類域間路由,ISP常用這樣的方法給客戶分配地址,ISP提供給客戶1個塊(block size),類似這樣:192.168.10.32/28,這排數(shù)字告訴你你的子網(wǎng)掩碼是多少,/28代表多少位為1,最大/32.但是你必須知道的1點(diǎn)是:不管是A類還是B類還是其他類地址,最大可用的只能為30/,即保留2位給主機(jī)位
CIDR值:
1.掩碼255.0.0.0:/8(A類地址默認(rèn)掩碼)
2.掩碼255.128.0.0:/9
3.掩碼255.192.0.0:/10
4.掩碼255.224.0.0:/11
5.掩碼255.240.0.0:/12
6.掩碼255.248.0.0:/13
7.掩碼255.252.0.0:/14
8.掩碼255.254.0.0:/15
9.掩碼255.255.0.0:/16(B類地址默認(rèn)掩碼)
10.掩碼255.255.128.0:/17
11.掩碼255.255.192.0:/18
12.掩碼255.255.224.0:/19
13.掩碼255.255.240.0:/20
14.掩碼255.255.248.0:/21
15.掩碼255.255.252.0:/22
16.掩碼255.255.254.0:/23
17.掩碼255.255.255.0:/24(C類地址默認(rèn)掩碼)
18.掩碼255.255.255.128:/25
19.掩碼255.255.255.192:/26
20.掩碼255.255.255.224:/27
21.掩碼255.255.255.240:/28
22.掩碼255.255.255.248:/29
23.掩碼255.255.255.252:/30
Subnetting Class A,B&C Address
劃分子網(wǎng)的幾個捷徑:
1.你所選擇的子網(wǎng)掩碼將會產(chǎn)生多少個子網(wǎng)?:2的x次方-2(x代表掩碼位,即2進(jìn)制為1的部分，現(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)中，已經(jīng)不需要-2，已經(jīng)可以全部使用，不過需要加上相應(yīng)的配置命令，例如CISCO路由器需要加上ip subnet zero命令就可以全部使用了。)
2.每個子網(wǎng)能有多少主機(jī)?: 2的y次方-2(y代表主機(jī)位,即2進(jìn)制為0的部分)
3.有效子網(wǎng)是?:有效子網(wǎng)號=256-10進(jìn)制的子網(wǎng)掩碼(結(jié)果叫做block size或base number)
4.每個子網(wǎng)的廣播地址是?:廣播地址=下個子網(wǎng)號-1
5.每個子網(wǎng)的有效主機(jī)分別是?:忽略子網(wǎng)內(nèi)全為0和全為1的地址剩下的就是有效主機(jī)地址.最后有效1個主機(jī)地址=下個子網(wǎng)號-2(即廣播地址-1)
根據(jù)上述捷徑劃分子網(wǎng)的具體實(shí)例:
C類地址例子:網(wǎng)絡(luò)地址192.168.10.0;子網(wǎng)掩碼255.255.255.192(/26)
1.子網(wǎng)數(shù)=2*2-2=2
2.主機(jī)數(shù)=2的6次方-2=62
3.有效子網(wǎng)?:block size=256-192=64;所以第一個子網(wǎng)為192.168.10.64,第二個為192.168.10.128
4.廣播地址:下個子網(wǎng)-1.所以2個子網(wǎng)的廣播地址分別是192.168.10.127和192.168.10.191
5.有效主機(jī)范圍是:第一個子網(wǎng)的主機(jī)地址是192.168.10.65到192.168.10.126;第二個是192.168.10.129到192.168.10.190
B類地址例子1:網(wǎng)絡(luò)地址:172.16.0.0;子網(wǎng)掩碼255.255.192.0(/18)
1.子網(wǎng)數(shù)=2*2-2=2
2.主機(jī)數(shù)=2的14次方-2=16382
3.有效子網(wǎng)?:block size=256-192=64;所以第一個子網(wǎng)為172.16.64.0,最后1個為172.16.128.0
4.廣播地址:下個子網(wǎng)-1.所以2個子網(wǎng)的廣播地址分別是172.16.127.255和172.16.191.255
5.有效主機(jī)范圍是:第一個子網(wǎng)的主機(jī)地址是172.16.64.1到172.16.127.254;第二個是172.16.128.1到172.16.191.254
B類地址例子2:網(wǎng)絡(luò)地址:172.16.0.0;子網(wǎng)掩碼255.255.255.224(/27)
1.子網(wǎng)數(shù)=2的11次方-2=2046(因?yàn)锽類地址默認(rèn)掩碼是255.255.0.0,所以網(wǎng)絡(luò)位為8+3=11)
2.主機(jī)數(shù)=2的5次方-2=30
3.有效子網(wǎng)?:block size=256-224=32;所以第一個子網(wǎng)為172.16.0.32, 最后1個為172.16.255.192
4.廣播地址:下個子網(wǎng)-1.所以第一個子網(wǎng)和最后1個子網(wǎng)的廣播地址分別是172.16.0.63和172.16.255.223
5.有效主機(jī)范圍是:第一個子網(wǎng)的主機(jī)地址是172.16.0.33到172.16.0.62;最后1個是172.16.255.193到172.16.255.222
Variable Length Subnet Masks(VLSM)
可變長子網(wǎng)掩碼(VLSM)的作用:節(jié)約IP地址空間;減少路由表大小.使用VLSM時,所采用的路由協(xié)議必須能夠支持它,這些路由協(xié)議包括RIPv2,OSPF,EIGRP和BGP.
作者“寶劍鋒從磨礪出”