子網劃分

子網劃分

Internet組織機構定義五種IP地址
子網劃分定義:Internet組織機構定義了五種IP地址,有A、B、C三類地址。A類網絡有126個,每個A類網絡可能有16777214台主機,它們處于同一廣播域。而在同一廣播域中有這麼多結點是不可能的,網絡會因為廣播通信而飽和,結果造成16777214個地址大部分沒有分配出去。可以把基于每類的IP網絡進一步分成更小的網絡,每個子網由路由器界定并分配一個新的子網網絡地址,子網地址是借用基于每類的網絡地址的主機部分創建的。劃分子網後,通過使用掩碼,把子網隐藏起來,使得從外部看網絡沒有變化,這就是子網掩碼。[1]
    中文名:子網劃分 外文名:subnetting 别名:

子網掩碼

RFC 950定義了子網掩碼的使用,子網掩碼是一個32位的2進制數,其對應網絡地址的所有位置都為1,對應于主機地址的所有位置都為0。

由此可知,A類網絡的默認子網掩碼是255.0.0.0,B類網絡的默認子網掩碼是255.255.0.0,C類網絡的默認子網掩碼是255.255.255.0。将子網掩碼和IP地址按位進行邏輯“與”運算,得到IP地址的網絡地址,剩下的部分就是主機地址,從而區分出任意IP地址中的網絡地址和主機地址。

子網掩碼常用點分十進制表示,我們還可以用CIDR的網絡前綴法表示掩碼,即“/<網絡地址位數>;”。如138.96.0.0/16表示B類網絡138.96.0.0的子網掩碼為255.255.0.0。

IP判斷

子網掩碼告知路由器,IP地址的前多少位是網絡地址,後多少位(剩餘位)是主機地址,使路由器正确判斷任意IP地址是否是本網段的,從而正确地進行路由。

例如,有兩台主機,主機一的IP地址為222.21.160.6,子網掩碼為255.255.255.192,主機二的IP地址為222.21.160.73,子網掩碼為255.255.255.192。現在主機一要給主機二發送數據,先要判斷兩個主機是否在同一網段。

主機一

222.21.160.6即:11011110.00010101.10100000.00000110

255.255.255.192即:11111111.11111111.11111111.11000000

按位邏輯與運算結果為:11011110.00010101.10100000.00000000

十進制形式為(網絡地址):222.21.160.0

主機二

222.21.160.73 即:11011110.00010101.10100000.01001001

255.255.255.192即:11111111.11111111.11111111.11000000

按位邏輯與運算結果為:11011110.00010101.10100000.01000000

十進制形式為(網絡地址):222.21.160.64

C類地址判斷前三位是否相同,即可确定2個IP地址是否在同一網段内,但本例中的222.21.160.6與222.21.160.73不在同一網段,因為這兩個C類IP地址已經做了子網劃分就不能隻判斷前三位是否相同就确認這兩個IP是否在同一網段。其中222.21.160.6在222.21.160.1-222.21.160.62 段,222.21.160.73在222.21.160.65-222.21.160.126 段,所以不在同一網段

,如果要通信需要通過路由器轉發。

設置

子網劃分是通過借用IP地址的若幹位主機位來充當子網地址從而将原網絡劃分為若幹子網而實現的。

分子網時,随着子網地址借用主機位數的增多,子網的數目随之增加,而每個子網中的可用主機數逐漸減少。以C類網絡為例,原有8位主機位,2的8次方即256個主機地址,默認子網掩碼255.255.255.0。借用1位主機位,産生2個子網,每個子網有126個主機地址;借用2位主機位,産生4個子網,每個子網有62個主機地址……每個網中,第一個IP地址(即主機部分全部為0的IP)和最後一個IP(即主機部分全部為1的IP)不能分配給主機使用,所以每個子網的可用IP地址數為總IP地址數量減2;根據子網ID借用的主機位數,我們可以計算出劃分的子網數、掩碼、每個子網主機數,列表如下:

① 劃分子網數 ② 子網位數 ③子網掩碼(二進制) ④ 子網掩碼(十進制) ⑤ 每個子網主機數

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類網絡中,若子網占用7位主機位時,主機位隻剩一位,無論設為0還是1,都意味着主機位是全0或全1。由于主機位全0表示本網絡,全1留作廣播地址,這時子網實際沒有可用主機地址,所以主機位至少應保留2位。

計算步驟

1、确定要劃分的子網數

2、 求出子網數目對應二進制數的位數N及主機數目對應二進制數的位數M。

3、對該IP地址的原子網掩碼,将其主機地址部分的前N位置取1或後M位置取0 即得出該IP地址劃分子網後的子網掩碼。

例如,對B類網絡135.41.0.0/16需要劃分為20個能容納200台主機的網絡(即:子網)。因為16<20<32,即:2的4次方<20<2的5次方,所以,子網位隻須占用5位主機位就可劃分成32個子網,可以滿足劃分成20個子網的要求。B類網絡的默認子網掩碼是255.255.0.0,轉換為二進制為11111111.11111111.00000000.00000000。現在子網又占用了5位主機位,根據子網掩碼的定義,劃分子網後的子網掩碼應該為11111111.11111111.11111000.00000000,轉換為十進制應該為255.255.248.0。現在我們再來看一看每個子網的主機數。子網中可用主機位還有11位,2的11次方=2048,去掉主機位全0和全1的情況,還有2046個主機ID可以分配,而子網能容納200台主機就能滿足需求,按照上述方式劃分子網,每個子網能容納的主機數目遠大于需求的主機數目,造成了IP地址資源的浪費。為了更有效地利用資源,我們也可以根據子網所需主機數來劃分子網。還以上例來說,128<200<256,即2^7<200<2^8,也就是說,在B類網絡的16位主機位中,保留8位主機位,其它的16-8=8位當成子網位,可以将B類網絡135. 41.0.0劃分成256(2^8)個能容納256-1-1=254台(去掉全0全1情況)主機的子網。此時的子網掩碼為11111111.11111111.11111111.00000000,轉換為十進制為255.255.255.0。

在上例中,我們分别根據子網數和主機數劃分了子網,得到了兩種不同的結果,都能滿足要求,實際上,子網占用5~8位主機位時所得到的子網都能滿足上述要求,那麼,在實際工作中,應按照什麼原則來決定占用幾位主機位呢?

注意事項

在劃分子網時,不僅要考慮目前需要,還應了解将來需要多少子網和主機。對子網掩碼使用必須要更多的子網位,可以得到更多的子網,節約了IP地址資源,若将來需要更多子網時,不用再重新分配IP地址,但每個子網的主機數量有限;反之,子網掩碼使用較少的子網位,每個子網的主機數量允許有更大的增長,但可用子網數量有限。一般來說,一個網絡中的節點數太多,網絡會因為廣播通信而飽和,所以,網絡中的主機數量的增長是有限的,也就是說,在條件允許的情況下,會将更多的主機位用于子網位。

綜上所述,子網掩碼的設置關系到子網的劃分。子網掩碼設置的不同,所得到的子網不同,每個子網能容納的主機數目不同。若設置錯誤,可能導緻數據傳輸錯誤。

優點

1.減少網絡流量

2.提高網絡性能

3.簡化管理

4.易于擴大地理範圍

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