子网划分方法

原创
2018/01/15 12:52
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子网划分方法

1. 传统划分,取主机号,造成IP浪费。
2. CIDR划分法,防止IP浪费。老设备不支持。


ipv4地址划分
ipv4的地址是32位二进制。分四个字节,用10进制表示。
ipv4分5类地址

  • A类地址
    网络地址的最高位必须是“0”
    32位二进制前2位为0*** **** | **** **** | **** **** | **** **** *为0或1任意
    地址范围0.0.0.0-127.255.255.255
    (0段和127段不使用)

  • B类地址
    网络地址的最高位必须是“10”
    32位二进制前2位为10** **** | **** **** | **** **** | **** **** *为0或1任意
    地址范围128.0.0.1-191.255.255.255

  • C类地址
    网络地址的最高位必须是“110”
    32位二进制前2位为110* **** | **** **** | **** **** | **** **** *为0或1任意
    地址范围:192.0.0.1-223.255.255.255

  • D类地址 用于多点广播(Multicast)
    网络地址的最高位必须是“1110”
    32位二进制前2位为1110 **** | **** **** | **** **** | **** **** *为0或1任意
    地址范围224.0.0.0-239.255.255.255

  • E类地址 为将来使用保留
    32位二进制前2位为1111 **** | **** **** | **** **** | **** **** *为0或1任意

  • 以上划分只是一个类别,其中有些存在特殊ip有特殊用途。


传统子网划分

IP地址结构=网络号+主机号

每一类IP有默认的网络号

类别 网络号 主机号 子网掩码
A类 前8位 32-8=24位 255.0.0.0
B类 前16位 32-16=16位 255.255.0.0
C类 前24位 32-24=8位 255.255.255.0

划分子网就是取主机号的任意位用作网络号的扩展,后面称这几位为子网号

现在来假设取了一个C类IP地址,取2位子网号,就是从主机号取了2位。还剩下6位主机号

那么两位二进制就有4种情况。00 01 10 11,按道理来讲,可以划分4个子网,每个子网里面有 2^6=64台主机才对。 8-2=6位。

但是事实不是的,为了避免子网的网络号,广播地址重复冲突。需要去掉00 11这两种情况。具体原因在下面.


引用CSDN某位大佬的博文。但是忘了那个了,抱歉。
看看RFC950提到的原因:
假设我们有一个网络:192.168.0.0/24,我们现在需要两个子网,那么按照RFC950,应该使用/26而不是/25,得到两个可以使用的子网192.168.0.64和192.168.0.128
对于192.168.0.0/24,网络地址是192.168.0.0,广播地址是192.168.0.255
对于192.168.0.0/26,网络地址是192.168.0.0,广播地址是192.168.0.63
对于192.168.0.64/26,网络地址是192.168.0.64,广播地址是192.168.0.127
对于192.168.0.128/26,网络地址是192.168.0.128,广播地址是192.168.0.191
对于192.168.0.192/26,网络地址是192.168.0.192,广播地址是192.168.0.255
你可以看出来,对于第一个子网,网络地址和主网络的网络地址是重叠的,对于最后一个子网,广播地址和主网络的广播地址也是重叠的。这样的重叠将导致极大的混乱。比如,一个发往192.168.0.255的广播是发给主网络的还是子网的?这就是为什么在当时不建议使用全0和全1子网。


还需要计算子网掩码,因为每个子网都需要网络号和广播地址。子网掩码(一共32位)只需要将源IP的网络号+子网号置1,用上面的例子就是255.255.255.192(这是化成10进制),数据报发过来的时候只需要目标IP地址和子网掩码进行与运算,就能知道地址到底是哪个的网络,这个需要路由和交换机的知识。

整个的流程就是

  1. 拿到分配的IP地址
  2. 看需求取子网号,比如100个子网,就需要2^7=128个子网了,所以取7位子网号
  3. 求子网掩码。
  4. 求子网的网络地址。只要拿子网的ip和子网掩码进行与运算就能得到网络地址了。

CIDR划分

如果前面的都懂的话,那么这个CIDR就基本没问题了。

我们通常看见的是210.110.2.65/24这种IP地址形式,那么后面的24是什么?

很明显,这是个c类地址,所以默认的子网掩码就是24位。那么ip后面这个24就是默认的c类地址的子网掩码了。但是还会遇见210.110.2.65/26这种不是默认c类地址的掩码,那么就是上面的所说的子网划分了,划分的子网26-24=2,也就取了2位主机号。但是用cidr划分的就是4个子网而不是上面的2个子网。为什么?!

这就算是cidr的魅力,他的目的就是为了减少传统分法的ip浪费。

然而,人们认识到子网划分的IP地址浪费严重,后来IETF就研究出了其他一些技术,比如可变长子网掩码VLSM,该技术是在子网上进一步划分子网,可提高IP地址资源的利用率;后来在此基础上研究出了无类别域间路由CIDR,即消除了传统的A/B/C等分类以及划分子网,才是采用网络前缀和主机号的方式来分配IP地址,这使得IP地址的利用率更好。这两者的具体技术暂时不阐述。

就目前来说,现在可以使用全0和全1子网。但我们现在学习时,还强调子网划分时要去掉全0全1,这是何道理呢?我个人认为:
(1)目前有些网络建设较早,设备也不更新,老设备可能不支持CIDR,那么也就不支持全0全1的子网了。
(2)我们建企业网(单位网络)时,一般是使用私有地址来分配内部主机,小企业使用C类的192.168.0.0网络,中型企业使用172.16.0.0(私有部分)网络,如果还不够用,还有10.0.0.0网络。

既然私有地址如此丰富,为何不去掉全0全1的子网呢?因为真要使用全0全1的子网,还需要在路由器上进行一些特殊的配置。

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