IP地址子网划分

2019/02/21 16:16
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广播数据包:

要弄清为何需要划分子网,就需要了解网络传输过程中的广播概念。

经过多年的发展,交换机基本替代集线器,成为网络中主要的端终接入网络的基础设备,这也使得广播包发送数量有明显的减少,但交换机一开始还是通过广播的方式来寻找目标节点的,因此交换机在网络中仍然会存在数据包广播问题。

广播数据包就是向本网段中的所有节点都发送同样的数据包,这就会占用相当多的网络资源,因为每个广播数据包硬件设备都要对它进行分析,浪费带宽资源。然而这些广播数据包真正有用的只有所有广播接收用户中的一个,绝大多数广播包都是没有任何作用的,纯粹是资源的浪费。而且网络规模越大,广播数据包发送所占用的资源就越多,很可能就形成广播风暴,致使网络瘫痪。(可参看交换机工作原理)

 

子网划分的作用:

  1、通过子网划分网络规模缩少,同一网段终端地址减少,减少网络广播数据包数量。

  2、网络地址的规划更合理。

  3、网络的安全性更高,排查网络问题会更便捷。

  子网划分的两个作用是可连接的主机数减少(相对规模较大的网络而言)和各子网间不能直接通信。

 

 默认子网掩码:

  IP地址的子网掩码也是由32位二进制组成,32位二进制分成了4字节,每字节8位,字节之间用符.(点)分隔,为了方便人们记忆,经常需要转换成十进制数字显示,每字节最大为255(十进制)即二进制表示为11111111。

  A类网络的默认子网掩码十进制表示为:255.0.0.0,二进制表示为 1111 1111 0000 0000 0000 0000 0000 0000。

  B类网络的默认子网掩码十进制表示为:255.255.0.0,二进制表示为 1111 1111 1111 1111 0000 0000 0000 0000。

  C类网络的默认子网掩码十进制表示为:255.255.255.0,二进制表示为 1111 1111 1111 1111 1111 1111 0000 0000。

 

CIDR表示法:

  CIDR(无类别域间路由,Classless Inter-Domain Routing)。CIDR最大的特点是用斜杠(/)来表示子网掩码,指出了子网掩码中有多少位1

  A类网络的默认子网掩码十进制表示为:255.0.0.0,二进制表示为 1111 1111 0000 0000 0000 0000 0000 0000,用CIDR表示为/8。

  B类网络的默认子网掩码十进制表示为:255.255.0.0,二进制表示为 1111 1111 1111 1111 0000 0000 0000 0000,用CIDR表示为/16。

  C类网络的默认子网掩码十进制表示为:255.255.255.0,二进制表示为 1111 1111 1111 1111 1111 1111 0000 0000,用CIDR表示为/24。

  从上面的表示方式,很容易就看出来,/8表示占用8位1,即占用一个字节,/16表示占用16位1,即2字节,/24占用24位1,即占用3字节。

 

  例如:

  子网掩码255.255.255.128,用CIDR表示是多少呢?

  首先分析这是个C类子网掩码,用二进制表示为11111111.11111111.11111111.10000000,即25位1。所以子网掩码用CIDR表示为/25,即255.255.255.128(/25)。

 

 

常见问题(实例)

  IP:192.168.1.0

  掩码:255.255.255.240

  1、子网掩码划分了几个子网?

  2^x个,其中x是子网掩码借用的主机位数。实例中IP是一个C类地址默认的掩码是255.255.255.0,而现划分的子网掩码是255.255.255.240。原来255.255.255.0最后一个字节应该是0(00000000),现在却是240(11110000),则向主机位借了4位来充当网络位。

  那么子网掩码划分了16个子网(2^4)。

  2、每个子网可包含多少台主机? 

  2^y-2台,其中y是没被借用的主机位的位数。-2是因为,主机位全为0的部分是这个子网的网段号(Net_id),全为1的部分是这个网段的广播地址。

  每个子网可含14台主机(2^4 - 2)。

  3、有哪些合法的子网? 

  算出子网的步长(增量)。例子是256-240 = 16,当子网掩码为240时,步长为16。从0开始不断增加剧,直到到达子网掩码值,中间的结果就是子网,即0、16、32、48、64、80、96、112、128、144、160、176、192、208、224、240。

  4、每个子网的广播地址是什么? 

  主机位全为1就是该子网的广播地址。广播地址总是下一个子网前面的数前面确定了子网为即0、16、32、48、64、80、96、112、128、144、160、176、192、208、224、240。例如,子网0的广播地址为15,因为下一个子网为31,子网48的广播地址为47,以此类推。记住,最后一个子网的广播地址总是255。

  5、每个子网可包含哪些主机地址?

  合法的主机地址位于两个子网之间,但全为0和全为1的地址除外。例如,如果子网号(网段号)为0,而广播地址为15,则合法的主机地址范围为1-14,即子网地址和广播地址之间的数字。

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