关于子网掩码与子网划分补充讲义.docx
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关于子网掩码与子网划分补充讲义
关于子网掩码与子网划分补充讲义
一、子网掩码的概念及作用
子网掩码是一个应用于TCP/IP网络的32位二进制值,它可以屏蔽掉ip地址中的一部分,从而分离出ip地址中的网络部分与主机部分,基于子网掩码,管理员可以将网络进一步划分为若干子网。
二、为什么需要使用子网掩码
虽然我们说子网掩码可以分离出ip地址中的网络部分与主机部分,可大家还是会有疑问,比如为什么要区分网络地址与主机地址?
区分以后又怎样呢?
在使用TCP/IP协议的两台计算机之间进行通信时,我们通过将本机的子网掩码与接受方主机的ip地址进行'与'运算,即可得到目标主机所在的网络号,又由于每台主机在配置TCP/IP协议时都设置了一个本机ip地址与子网掩码,所以可以知道本机所在的网络号。
通过比较这两个网络号,就可以知道接受方主机是否在本网络上。
如果网络号相同,表明接受方在本网络上,那么可以通过相关的协议把数据包直接发送到目标主机;如果网络号不同,表明目标主机在远程网络上,那么数据包将会发送给本网络上的路由器,由路由器将数据包发送到其他网络,直至到达目的地。
三、如何用子网掩码得到网络/主机地址
既然子网掩码这么重要,那么它是如何分离出ip地址中的网络地址和主机地址的呢?
过程如下:
1将ip地址与子网掩码转换成二进制;
2将二进制形式的ip地址与子网掩码做'与'运算,将答案化为十进制便得到网络地址;
3将二进制形式的子网掩码取'反';
4将取'反'后的子网掩码与ip地址做'与'运算,将答案化为十进制便得到主机地址。
假设有一个
IP地址:
192.168.0.1
子网掩码为255.255.255.0
化为二进制为:
IP地址11000000.10101000.00000000.00000001
子网掩码11111111.11111111.11111111.00000000
将两者做'与'运算得:
11000000.10101000.00000000.00000000
将其化为十进制得:
192.168.0.0
这便是上面ip的网络地址,主机地址以此类推。
四、子网掩码的分类
1)缺省子网掩码:
即未划分子网,对应的网络号的位都置1,主机号都置0。
A类网络缺省子网掩码:
255.0.0.0
B类网络缺省子网掩码:
255.255.0.0
C类网络缺省子网掩码:
255.255.255.0
2)自定义子网掩码:
将一个网络划分为几个子网,需要每一段使用不同的网络号或子网号,实际上我们可以认为是将主机号分为两个部分:
子网号、子网主机号。
形式如下:
未做子网划分的ip地址:
网络号+主机号
做子网划分后的ip地址:
网络号+子网号+子网主机号
也就是说ip地址在化分子网后,以前的主机号位置的一部分给了子网号,余下的是子网主机号。
五、子网编址技术
前面几点介绍了子网掩码的一些知识,下面我们来看看子网划分,不要认为子网划分与子网掩码没有关系,子网划分也是靠子网掩码来实现的。
子网是指一个ip地址上生成的逻辑网络,它可以让一个网络地址跨越多个物理网络,即一个网络地址代表多个网络(这样做可以节省ip地址)。
那么这样做有什么用呢?
比如你是某个学校的网管,你的学校有四个处于不同物理位置的网络教室,每个网络教室25台机器,你的任务是给这些机器配置ip地址和子网掩码。
如果直接申请4个C类地址,每个教室一个,然后在一一配置,这样做理论上没错,但这样做很浪费,你一共浪费了(254-25)*4=916个ip地址,所以应该做子网划分。
子网划分说白了是这样一个事情:
因为在划分了子网后,ip地址的网络号是不变的,因此在局域网外部看来,这里仍然只存在一个网络,即网络号所代表的那个网络;但在网络内部却是另外一个景象,因为我们每个子网的子网号是不同的,当用化分子网后的ip地址与子网掩码(注意,这里指的子网掩码已经不是缺省子网掩码了,而是自定义子网掩码,是管理员在经过计算后得出的)做'与'运算时,每个子网将得到不同的子网地址,从而实现了对网络的划分(得到了不同的地址,当然就能区别出各个子网了)。
子网编址技术,即子网划分将会有助于以下问题的解决:
1)巨大的网络地址管理耗费:
如果你是一个A类网络的管理员,你一定会为管理数量庞大的主机而头痛的;
2)路由器中的选路表的急剧膨胀:
当路由器与其他路由器交换选路表时,互联网的负载是很高的,所需的计算量也很高;
3)IP地址空间有限并终将枯竭:
这是一个至关重要的问题,高速发展的internet,使原来的编址方法不能适应,而一些ip地址却不能被充分的利用,造成了浪费。
因此,在配置局域网或其他网络时,根据需要划分子网是很重要的,有时也是必要的。
现在,子网编址技术已经被绝大多数局域网所使用。
六、如何划分子网及确定子网掩码
在动手划分之前,一定要考虑网络目前的需求和将来的需求计划。
划分子网主要从以下方面考虑:
1.网络中物理段的数量(即要划分的子网数量)6
2.每个物理段的主机的数量
确定子网掩码的步骤:
第一步:
确定物理网段的数量,并将其转换为二进制数,并确定位数n。
如:
你需要6个子网,6的二进制值为110,共3位,即n=3;
第二步:
按照你ip地址的类型写出其缺省子网掩码。
如C类,则缺省子网掩码为1111111.11111111.11111111.00000000;
第三步:
将子网掩码中与主机号的前n位对应的位置置1,其余位置置0。
若n=3(将主机号中的前三位置1)且为
C类地址:
则得到子网掩码为11111111.11111111.11111111.01000000化为十进制得到255.255.255.224
B类地址:
则得到子网掩码为11111111.11111111.11100000.00000000化为十进制得到
255.255.224.0
A类地址:
则得到子网掩码为11111111.11100000.00000000.00000000化为十进制得到
255.224.0.0
另:
由于网络被划分为6个子网,占用了主机号的前3位,若是C类地址,则主机号只能用5位来表示主机号,因此每个子网内的主机数量=(2的5次方)-2=30,6个子网总共所能标识的主机数将小于254,这点请大家注意!
七、相关判断方法
1)如何判断是否做了子网划分?
这个问题很简单,如果它使用了缺省子网掩码,那么表示没有作子网划分;反之,则一定作了子网划分。
2)如何计算子网地址?
还是老办法,将ip地址与子网掩码的二进制形式做'与',得到的结果即为子网地址。
3)如何计算主机地址?
这个也不用说了吧,先将子网掩码的二进制取'反',再与ip地址做'与'。
4)如何计算子网数量?
(不是随意划分若干子网都行)
这个问题大家会常常提到,还是从子网掩码入手,主要有两个步骤:
1观察子网掩码的二进制形式,确定作为子网号的位数n;
2子网数量为2的n次方-2。
举个例子来说,比如有这样一个子网掩码:
255.255.255.224其二进制为:
11111111.11111111.11111111.11100000可见n=3,2的3次方为8,说明子网地址可能有如下8种情况:
000
001 32
010 64
011 96
100 128
101 160
110 192
111 224
但其中代表网络自身的000;代表广播地址的111是被保留的,所以要减2,明白了吗?
5)如何计算总主机数量,子网内主机数量?
总主机数量=子网数量×子网内主机数量
再用一个例子给大家说明,比如子网掩码为255.255.255.224
上面的讨论知道它最多可以划分6个子网,那么每个子网内最多有多少个主机呢?
其实上面我已经给大家算过了,由于网络被划分为6个子网,占用了主机号的前3位,且是C类地址,则主机号只能用5位来表示主机号,因此子网内的主机数量=(2的5次方)-2=30.
因此通过这个子网掩码我们可以算出这个网络最多可以标识6*30=180个主机(可见,在化分子网后,整个网络所能标识的主机数量将减少)。
6)计算ip地址范围
通过一个自定义子网掩码,我们可以得到这个网络所有可能的ip地址范围。
具体步骤:
1写出二进制子网地址;
2将子网地址化为十进制;
3计算子网所能容纳主机数;
4得出ip范围(起始地址:
子网地址+1;终止地址:
子网地址+主机数)
假设一个子网掩码为:
255.255.255.224,可知其最多可以划分6个子网,子网内主机数为30,那么所有可能的ip地址及计算流程如下:
子网-子网地址(二进制)----------子网地址-----实际ip范围
1号--11001010.01110000.00001010.00100000--202.112.10.32--
202.112.10.33-202.112.10.62
2号--11001010.01110000.00001010.01000000--202.112.10.64--
202.112.10.65-202.112.10.94
3号--11001010.01110000.00001010.01100000--202.112.10.96--
202.112.10.97-202.112.10.126
4号--11001010.01110000.00001010.10000000--202.112.10.128--
202.112.10.129-202.112.10.158
5号--11001010.01110000.00001010.10100000--202.112.10.160--
202.112.10.161-202.112.10.190
6号--11001010.01110000.00001010.11000000--202.112.10.192--
202.112.10.193-202.112.10.222
1.某单位分配到一个B类IP地址,其net-id为128.250.0.0该单位有2000多台机器,分布在14个不同的地点。
试给每一个地点分配一个子网号码,并算出每个主机号码的最小值和最大值。
答:
net-id为129.250.0.0,要分成16个子网,要用IP地址第三个字节的四位来建造,若用该字节的高四位,其配置如下:
⑴10000001.11111010.00000000.00000000:
129.250.0.0--129.250.15.255(全0)
⑵10000001.11111010.00010000.00000000:
129.250.16.0--129.250.31.255
⑶10000001.11111010.00100000.00000000:
129.250.32.0--129.250.47.255
⑷10000001.11111010.00110000.00000000:
129.250.48.0--129.250.63.255
⑸10000001.11111010.01000000.00000000:
129.250.64.0--129.250.79.255
⑹10000001.11111010.01010000.00000000:
129.250.80.0--129.250.95.255
⑺10000001.11111010.01100000.00000000:
129.250.96.0--129.250.111.255
⑻10000001.11111010.01110000.00000000:
129.250.112.0--129.250.127.255
⑼10000001.11111010.10000000.00000000:
129.250.128.0--129.250.143.255
⑽10000