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子网划分方法


子网划分方法.txt43 风帆,不挂在桅杆上,是一块无用的布;桅杆,不挂上风帆,是一根平 常的柱;理想,不付诸行动是虚无缥缈的雾;行动,而没有理想,是徒走没有尽头的路。44 成功的门往往虚掩着,只要你勇敢去推,它就会豁然洞开。一、子网掩码的计算

TCP/IP 网间网技术产生于大型主流机环境中, 它能发展到今天的规模是当初的设计者们始料 未及的。网间网规模的迅速扩展对 IP 地址模式的威胁并不是它不能保证主机地址的唯一性, 而是会带来两方面的负担:第一,巨大的网络地址管理开销;第二,网关寻径急剧膨胀。其 中第二点尤为突出,寻径表的膨胀不仅会降低网关寻径效率(甚至可能使寻径表溢出,从而 造成寻径故障) ,更重要的是将增加内外部路径刷新时的开销,从而加重网络负担。

因此,迫切需要寻求新的技术,以应付网间网规模增长带来的问题。仔细分析发现,网间网 规模的增长在内部主要表现为网络地址的增减,因此解决问题的思路集中在:如何减少网络 地址。于是 IP 网络地址的多重复用技术应运而生。通过复用技术,使若干物理网络共享同一 IP 网络地址,无疑将减少网络地址数。

子网编址 (subnet addressing) 技术, 又叫子网寻径 (subnet routing) 英文简称 subnetting, , 是最广泛使用的 IP 网络地址复用方式,目前已经标准化,并成为 IP 地址模式的一部分。

32 位的 IP 地址分为两部分,即网络号和主机号,分别把他们叫做 IP 地址的“网间网部分” 和“本地部分” 。子网编址技术将“本地部分”进一步划分为“物理网络”部分和“主机”两 部分, “物理网络” 其中 部分用于标识同一 IP 网络地址下的不同物理网络, 常称为 “掩码位” 、 “子网掩码号” ,或者“子网掩码 ID” ,不同子网就是依据这个掩码 ID 来识别的。

按 IP 协议的子网标准规定,每一个使用子网的网点都选择一个 32 位的位模式,若位模式中 的某位置 1,则对应 IP 地址中的某位为网络地址(包括网络部分和子网掩码号)中的一位; 若位模式中的某位置 0,则对应 IP 地址中的某位为主机地址中的一位。

例如二进制位模式:11111111 11111111 11111111 00000000 中,前三个字节全 1,代表对应 IP 地址中最高的三个字节为网络地址; 后一个字节全 0, 代表对应 IP 地址中最后的一个字节 为主机地址。 为了使用的方便, 常常使用 “点分整数表示法” 来表示一个 IP 地址和子网掩码, 例如 B 类地址子网掩码(11111111 11111111 1111111100000000)为:255.255.25.0。

IP 协议关于子网掩码的定义提供一定的灵活性,允许子网掩码中的“0”和“1”位不连续。 但是,这样的子网掩码给分配主机地址和理解寻径表都带来一定困难,并且,极少的路由器 支持在子网中使用低序或无序的位, 因此在实际应用中通常各网点采用连续方式的子网掩码。 像 255.255.255.64 和 255.255.255.160 等一类的子网掩码不推荐使用

子网掩码与 IP 地址结合使用,可以区分出一个网络地址的网络号和主机号。例如:有一个 C 类地址为:192.9.200.13,按其 IP 地址类型,它的缺省子网掩码为:255.255.255.0,则它 的网络号和主机号可按如下方法得到:

第 1 步,将 IP 地址 192.9.200.13 转换为二进制 11000000 00001001 11001000 00001101

第 2 步,将子网掩码 255.255.255.0 转换为二进制 11111111 11111111 11111111 00000000

第 3 步, 将以上两个二进制数逻辑进行与 (AND) 运算, 得出的结果即为网络部分。 “11000000 00001001 11001000 00001101”与“11111111 11111111 11111111 00000000”进行“与”运 算后得到“11000000 00001001 11001000 00000000” ,即“192.9.200.0” ,这就是这个 IP 地址的网络号,或者称“网络地址” 。

第 4 步,将子网掩码的二进制值取反后,再与 IP 地址进行与(AND)运算,得到的结果即为 主机部分。 “00000000 00000000 00000000 11111111 如将 (子网掩码的取值) 与 反” “11000000 00001001 11001000 00001101”进行与运算后得到“00000000 00000000 00000000 00001101” , 即“0.0.0.13” ,这就是这个 IP 地址主机号(可简化为“13”。 )

二、子网掩码的划分

如果要将一个网络划分成多个子网, 如何确定这些子网的子网掩码和 IP 地址中的网络号和主 机号呢?本节就要向大家介绍。子网划分的步骤如下:

第 1 步,将要划分的子网数目转换为 2 的 m 次方。如要分 8 个子网,8=23。如果不是愉好是 2 的多少次方,则取大为原则,如要划分为 6 个,则同样要考虑 23。

第 2 步,将上一步确定的幂 m 按高序占用主机地址 m 位后,转换为十进制。如 m 为 3 表示主 机位中有 3 位被划为“网络标识号”占用,因网络标识号应全为“1” ,所以主机号对应的字 节段为“11100000” 。转换成十进制后为 224,这就最终确定的子网掩码。如果是 C 类网,则 子网掩码为 255.255.255.224; 如果是 B 类网, 则子网掩码为 255.255.224.0; 如果是 A 类网, 则子网掩码为 255.224.0.0。

在这里,子网个数与占用主机地址位数有如下等式成立:2m≥n。其中,m 表示占用主机地址 的位数;n 表示划分的子网个数。根据这些原则,将一个 C 类网络分成 4 个子网。

为了说明问题,现再举例。若我们用的网络号为 192.9.200,则该 C 类网内的主机 IP 地址就 是 192.9.200.1~192.9.200.254,现将网络划分为 4 个子网,按照以上步骤:

4=22,则表示要占用主机地址的 2 个高序位,即为 11000000,转换为十进制为 192。这样就 可确定该子网掩码为:192.9.200.192。4 个子网的 IP 地址的划分是根据被网络号占住的两 位排列进行的,这四个 IP 地址范围分别为:

(1)第 1 个子网的 IP 地址是从“11000000 00001001 11001000 00000001”到“11000000 00001001 11001000 00111110” ,注意它们的最后 8 位中被网络号占住的两位都为“00” ,因 为主机号不能全为 “0” “1” 所以没有 11000000 00001001 11001000 00000000 和 11000000 和 , 00001001 11001000 00111111 这两个 IP 地址(下同) 。注意实际上此时的主机号只有最后面 的 6 位。对应的十进制 IP 地址范围为 192.9.200.1~192.9.200.62。而这个子网的子网掩码 (或网络地址)为 11000000 00001001 11001000 00000000,为 192.9.200.0。

(2)第 2 个子网的 IP 地址是从“11000000 00001001 11001000 01000001”到“11000000 00001001 11001000 01111110” ,注意此时被网络号所占住的 2 位主机号为“01” 。对应的

十进制 IP 地址范围为 192.9.200.65~192.9.200.126。对应这个子网的子网掩码(或网络地 址)为 11000000 00001001 11001000 01000000,为 192.9.200.64。

(3)第 3 个子网的 IP 地址是从“11000000 00001001 11001000 10000001”到“11000000 00001001 11001000 10111110” ,注意此时被网络号所占住的 2 位主机号为“10” 。对应的 十进制 IP 地址范围为 192.9.200.129~192.9.200.190。对应这个子网的子网掩码(或网络地 址)为 11000000 00001001 11001000 10000000,为 192.9.200.128。

(4)第 4 个子网的 IP 地址是从“11000000 00001001 11001000 11000001”到“11000000 00001001 11001000 11111110” ,注意此时被网络号所占住的 2 位主机号为“11” 。对应的 十进制 IP 地址范围为 192.9.200.193~192.9.200.254。对应这个子网的子网掩码(或网络地 址)为 11000000 00001001 11001000 11000000,为 192.9.200.192。

在此列出 A、B、C 三类网络子网数目与子网掩码的转换表,如表 5.1 所示,供参考。

表1

子网划分与子网掩码对应表

A 类网络划分子网数与对应的子网掩码

子网数目

占用主机号位数

子网掩码

子网中可容纳的主机数

2

1

255.128.0.0

8388606

4

2

255.192.0.0

4194302

8

3

255.224.0.0

2097150

16

4

255.240.0.0

1048574

32

5

255.258.0.0

524286

64

6

255.253.0.0

262142

128

7

255.254.0.0

131070

256

8

255.255.0.0

65534

B 类网络划分子网数与对应的子网掩码

子网数目

占用主机号位数

子网掩码

子网中可容纳的主机数

2

1

255.255.128.0

32766

4

2

255.255.192.0

16382

8

3

255.255.224.0

8190

16

4

255.255.240.0

4094

32

5

255.255.248.0

2046

64

6

255.255.252.0

1022

128

7

255.255.254.0

510

256

8

255.255.255.0

254

C 类网络划分子网数与对应的子网掩码

子网数目

占用主机号位数

子网掩码

子网中可容纳的主机数

2

1

255.255.255.128

126

4

2

255.255.255.192

62

8

3

255.255.255.224

30

16

4

255.255.255.240

14

32

5

255.255.255.248

6

64

6

255.255.255.252

2

三、快速计算子网掩码的方法

最后介绍三种快速计算机子网掩码的方法。

1. 利用子网数来计算

在求子网掩码之前必须先搞清楚要划分的子网数目,以及每个子网内的所需主机数目。然后 按以下基本步骤进行计算:

第 1 步,将子网数目转化为二进制来表示;

第 2 步,取得子网数二进制的位数(n) ;

第 3 步,取得该 IP 地址类的子网掩码,然后将其主机地址部分的的前 n 位置“1” ,即得出该 IP 地址划分子网的子网掩码。

为了便于理解, 现举例说明如下: 现假如要将一 B 类 IP 地址 168.195.0.0 划分成 27 个子网, 则它的子网掩码的计算机方法如下(对应以上各基本步骤) :

第 1 步,首先要划分成 27 个子网, “27”的二进制为“11011” ;

第 2 步,该子网数二进制为五位数,即 n = 5;

第 3 步,将该 B 类地址的子网掩码 255.255.0.0 的主机号前 5 位全部置“1” ,即可得到 255.255.248.0,这就是划分成 27 个子网的 B 类 IP 地址 168.195.0.0 的子网掩码。

2. 利用主机数来计算

利用主机数来计算子网掩码的方法与上类似,基本步骤如下:

第 1 步,将子网中需容纳的主机数转化为二进制;

第 2 步,如果主机数小于或等于 254(因为要去掉保留的两个 IP 地址) ,则取得该主机的二 进制位数,为 n,这里肯定 n8,这就是说主机地址将占据不止 8 位。

第 3 步,将 255.255.255.255 的主机地址位数全部置 1,然后从后向前的将 n 位全部置为 0, 即为子网掩码值。

举例如下。 如要将一 B 类 IP 地址为 168.195.0.0 的网络划分成若干子网, 要求每个子网内有 主机数为 700 台,则该子网掩码的计算方法如下(也是对应以上各基本步骤) :

第 1 步,首先将子网中要求容纳的主机数“700”转换成二进制,得到 1010111100。

第 2 步,计算出该二进制的位数为 10 位,即 n = 10

第 3 步 , 将 255.255.255.255 从 后 向 前 的 10 位 全 部 置 “ 0 ” , 得 到 的 二 进 制 数 为 “11111111.11111111.11111100.00000000” ,转换成十进制后即为 255.255.252.0,这就是 该要划分成主机数为 700 的 B 类 IP 地址 168.195.0.0 的子网掩码。

3. 子网 ID 增量计算法

其基本计算步骤如下:

第 1 步,将所需的子网数转换为二进制,如所需划分的子网数为“4” ,则转换成成二进制为 00000100;

第 2 步,取子网数的二进制中有效位数,即为向缺省子网掩码中加入的位数(既向主机 ID 中借用的位数) 。如前面的 00000100,有效位为“100” ,为 3 位;

第 3 步, 决定子网掩码。 IP 地址为 B 类 1129.20.0.0 网络, 如 则缺省子网掩码为: 255.255.0.0, 借用主机 ID 的 3 位以后变为:255.255.224(11100000)0,即将所借的位全表示为 1,用作 子网掩码。

第 4 步,将所借位的主机 ID 的起始位段最右边的“1”转换为十进制,即为每个子网 ID 之间 的增量,如前面的借位的主机 ID 起始位段为“11100000” ,最右边的“1” ,转换成十进制后 为 25=32。

第 5 步,产生的子网 ID 数为:2m-2 (m 为向缺省子网掩码中加入的位数) ,如本例向子网掩 码中添加的位数为 3,则可用子网 ID 数为:23-2=6 个;

第 6 步,将上面产生的子网 ID 增量附在原网络 ID 之后的第一个位段,便形成第一个子网网 络 ID 129.20.32.0;

第 7 步,重复上步操作,在原子网 ID 基础上加上一个子网 ID 增量,依次类推,直到子网 ID 中的最后位段为缺省子网掩码位用主机 ID 位之后的最后一个位段值, 这样就可得到所有的子 网网络 ID。如缺省子网掩码位用主机 ID 位之后的子网 ID 为 255.255.224.0,其中的“224” 为借用主机 ID 后子网 ID 的最后一位段值,所以当子网 ID 通过以上增加增量的方法得到 129.20.224.0 时便终止,不要再添加了


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