网络工程师考点难点易错点解析篇.docx

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网络工程师考点难点易错点解析篇

Internet组织机构定义了五种IP地址，用于主机的有A、B、C三类地址。

其中A类网络有126个，每个A类网络可能有16，777，214台主机，它们处于同一广播域。

而在同一广播域中有这么多结点是不可能的，网络会因为广播通信而饱和，结果造成16，777，214个地址大部分没有分配出去，形成了浪费。

而另一方面，随着互连网应用的不断扩大，IP地址资源越来越少。

为了实现更小的广播域并更好地利用主机地址中的每一位，可以把基于类的IP网络进一步分成更小的网络，每个子网由路由器界定并分配一个新的子网网络地址,子网地址是借用基于类的网络地址的主机部分创建的。

划分子网后，通过使用掩码，把子网隐藏起来，使得从外部看网络没有变化，这就是子网掩码。

1.子网掩码

RFC950定义了子网掩码的使用，子网掩码是一个32位的2进制数，其对应网络地址的所有位都置为1，对应于主机地址的所有位都置为0。

由此可知，A类网络的缺省的子网掩码是255.0.0.0，B类网络的缺省的子网掩码是255.255.0.0，C类网络的缺省的子网掩码是255.255.255.0。

将子网掩码和IP地址按位进行逻辑“与”运算，得到IP地址的网络地址，剩下的部分就是主机地址，从而区分出任意IP地址中的网络地址和主机地址。

子网掩码常用点分十进制表示，我们还可以用网络前缀法表示子网掩码，即“/<网络地址位数>”。

如138.96.0.0/16表示B类网络138.96.0.0的子网掩码为255.255.0.0。

子网掩码告知路由器，地址的哪一部分是网络地址，哪一部分是主机地址，使路由器正确判断任意IP地址是否是本网段的，从而正确地进行路由。

例如，有两台主机，主机一的IP地址为222.21.160.6，子网掩码为255.255.255.192，主机二的IP地址为222.21.160.73，子网掩码为255.255.255.192。

现在主机一要给主机二发送数据，先要判断两个主机是否在同一网段。

主机一

222.21.160.6即：

11011110.00010101.10100000.00000110

255.255.255.192即：

11111111.11111111.11111111.11000000

按位逻辑与运算结果为：

11011110.00010101.10100000.00000000

主机二

222.21.160.73即：

11011110.00010101.10100000.01001001

255.255.255.192即：

11111111.11111111.11111111.11000000

按位逻辑与运算结果为：

11011110.00010101.10100000.01000000

两个结果不同，也就是说，两台主机不在同一网络，数据需先发送给默认网关，

然后再发送给主机二所在网络。

那么，假如主机二的

子网掩码误设为255.255.255.128，会发生什么情况呢？

让我们将主机二的IP地址与错误的子网掩码相“与”：

222.21.160.73即：

11011110.00010101.10100000.01001001

255.255.255.128即：

11111111.11111111.11111111.10000000

结果为11011110.00010101.10100000.00000000

这个结果与主机的网络地址相同，主机与主机二将被认为处于同一网络中，数据不再发送给默认网关，而是直接在本网内传送。

由于两台主机实际并不在同一网络中，数据包将在本子网内循环，直到超时并抛弃。

数据不能正确到达目的机，导致网络传输错误。

反过来，如果两台主机的子网掩码原来都是255.255.255.128，误将主机二的设为255.255.255.192，主机一向主机二发送数据时，由于IP地址与错误的子网掩码相与，误认两台主机处于不同网络，则会将本来属于同一子网内的机器之间的通信当作是跨网传输，数据包都交给缺省网关处理，这样势必增加缺省网关的负担，造成网络效率下降。

所以，子网掩码不能任意设置，子网掩码的设置关系到

子网的划分。

2.子网划分与掩码的设置

子网划分是通过借用IP地址的若干位主机位来充当子网地址从而将原网络划分为若干子网而实现的。

划分子网时，随着子网地址借用主机位数的增多，子网的数目随之增加，而每个子网中的可用主机数逐渐减少。

以C类网络为例，原有8位主机位，2^8即256个主机地址，默认子网掩码255.255.255.0。

借用1位主机位，产生2^1个子网，每个子网有2^7个主机地址；借用2位主机位，产生2^2个子网，每个子网有2^6个主机地址……根据子网ID借用的主机位数，我们可以计算出划分的子网数、掩码、每个子网主机数，列表如下：

划分子网数

子网位数

子网掩码（二进制）

子网掩码（十进制）

每个子网主机数

1～2

1

11111111.11111111.11111111.10000000

255.255.255.128

128

3～4

2

11111111.11111111.11111111.11000000

255.255.255.192

64

5～8

3

11111111.11111111.11111111.11100000

255.255.255.224

32

9～16

4

11111111.11111111.11111111.11110000

255.255.255.240

16

17～32

5

11111111.11111111.11111111.11111000

255.255.255.248

8

33～64

6

11111111.11111111.11111111.11111100

255.255.255.252

4

如上表所示的C类网络中，若子网占用7位主机位时，主机位只剩一位，无论设为0还是1，都意味着主机位是全0或全1。

由于主机位全0表示本网络，全1留作广播地址，这时子网实际没有可用主机地址，所以主机位至少应保留2位。

从上表可总结出子网划分的步骤或者说子网掩码的计算步骤：

2.1确定要划分的子网数目以及每个子网的主机数目。

2.2求出子网数目对应二进制数的位数N及主机数目对应二进制数的位数M。

2.3对该IP地址的原子网掩码，将其主机地址部分的前N位置1或后M位置0即得出该IP地址划分子网后的子网掩码。

例如，对B类网络135.41.0.0/16需要划分为20个能容纳200台主机的网络。

因为16＜20＜32，即2^4＜20＜2^5，所以，子网位只须占用5位主机位就可划分成32个子网，可以满足划分成20个子网的要求。

B类网络的默认子网掩码是255.255.0.0，转换为二进制为11111111.11111111.00000000.00000000。

现在子网又占用了5位主机位，根据子网掩码的定义，划分子网后的子网掩码应该为11111111.11111111.11111000.00000000，转换为十进制应该为255.255.248.0。

现在我们再来看一看每个子网的主机数。

子网中可用主机位还有11位，2^11＝2048，去掉主机位全0和全1的情况，还有2046个主机ID可以分配，而子网能容纳200台主机就能满足需求，按照上述方式划分子网，每个子网能容纳的子网数目远大于需求的主机数目，造成了IP地址资源的浪费。

为了更有效地利用资源，我们也可以根据子网所需主机数来划分子网。

还以上例来说，128＜200＜256，即2^7＜200＜2^8，也就是说，在B类网络的16位主机位中,保留8位主机位，其它的16－8＝8位当成子网位，可以将B类网络138.96.0.0划分成256（2^8）个能容纳256－1－1－1=253台（去掉全0全1情况和留给路由器的地址）主机的子网。

此时的子网掩码为11111111.11111111.11111111.00000000，转换为十进制为255.255.255.0。

在上例中，我们分别根据子网数和主机数划分了子网，得到了两种不同的结果，都能满足要求，实际上，子网占用5~8位主机位时所得到的子网都能满足上述要求，那么，在实际工作中，应按照什么原则来决定占用几位主机位呢？

在划分子网时，不仅要考虑目前需要，还应了解将来需要多少子网和主机。

对子网掩码使用比需要更多的主机位，可以得到更多的子网，节约了IP地址资源，若将来需要更多子网时，不用再重新分配IP地址，但每个子网的主机数量有限；反之，子网掩码使用较少的主机位，每个子网的主机数量允许有更大的增长，但可用子网数量有限。

一般来说，一个网络中的节点数太多，网络会因为广播通信而饱和，所以，网络中的主机数量的增长是有限的，也就是说，在条件允许的情况下，会将更多的主机位用于子网位。

综上所述,子网掩码的设置关系到子网的划分。

子网掩码设置的不同，所得到的子网不同，每个子网能容纳的主机数目不同。

若设置错误，可能导致数据传输错误。

⊙子网掩码的计算方法

一、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。

1）将子网数目转化为二进制来表示

2）取得该二进制的位数，为N

3）取得该IP地址的类子网掩码，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。

如欲将B类IP地址168.195.0.0划分成27个子网：

1）27=11011

2）该二进制为五位数，N=5

3）将B类地址的子网掩码255.255.0.0的主机地址前5位置1，得到

255.255.248.0，即为划分成27个子网的B类IP地址168.195.0.0的

子网掩码。

二、利用主机数来计算

1）将主机数目转化为二进制来表示

2）如果主机数小于或等于254（注意去掉保留的两个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。

3）使用255.255.255.255来将该类IP地址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。

如欲将B（c）类IP地址168.195.0.0划分成若干子网，每个子网内有主机700台（17）：

1）700=1010111100

2）该二进制为十位数，N=10（1001）

3）将该B类地址的子网掩码255.255.0.0的主机地址全部置1，得到255.255.255.255，然后再从后向前将后10位置0，即为：

11111111.11111111.11111100.00000000（10个0），即255.255.252.0。

这就是该欲划分成主机为700台的B类IP地址168.195.0.0的子网掩码。

♂一个很容易算子网掩码的方法。

（个人觉得没什么用！

！

！

还是掌握上面的方法好！

！

！

）

大家都应该知道2的0次方到10次方是多少把？

也给大家说一下，分别是：

12481632641282565121024。

如果你希望每个子网中只有5个ip地址可以给机器用，那么你就最少需要准备给每个子网7个ip地址，因为需要加上两头的不可用的网络和广播ip，所以你需要选比7多的最近的那位，也就是8，就是说选每个子网8个ip。

好，到这一步，你就可以算掩码了，这个方法就是：

最后一位掩码就是256减去你每个子网所需要的ip地址的数量，那么这个例子就是256-8=248，那么算出这个，你就可以知道那些ip是不能用的了，看：

0-7,8-15,16-23,24-31依此类推，写在上面的0、7、8、15、16、23、24、31（依此类推）都是不能用的，你应该用某两个数字之间的IP，那个就是一个子网可用的IP，怎么了？

是不是不相信？

太简单了。

。

。

我再试验一下，就拿200台机器分成4个子网来做例子吧。

200台机器，4个子网，那么就是每个子网50台机器，设定为192.168.10.0，C类的IP，大子网掩码应为255.255.255.0，对巴，但是我们要分子网，所以按照上面的，我们用32个IP一个子网内不够，应该每个子网用64个IP（其中62位可用，足够了吧），然后用我的办法：

子网掩码应该是256-64=192，那么总的子网掩码应该为：

255.255.255.192。

不相信？

算算：

0-63，64-127，128-191，192-255，这样你就可以把四个区域分别设定到四个子网的机器上了，是不是很简单？

不需要软件算了吧。

。

。

呵呵。

。

希望大家能看懂我写的。

。

。

。

子网的再划分就是这样：

比如一个c类地址192。

168。

1。

0/24，这个子网中可用主机地址为255－2＝253个，一个网络地址和一个广播地址不可分配给主机用，网络地址是1。

0，广播地址是1。

255。

那么如果我有些机器，ip都是这个子网中的地址，那么他们互ping，可以通，不用经过路由，因为是一个子网内的通信。

如果我的规划是这样的：

公司每个部门占用一个子网，为了安全性考虑，部门之间不能通信，那么如果一个部门只有2台机器，怎么办？

一个c类子网有253个地址，就只让那两台机器给占用了吗？

难道就这么浪费？

私网地址也就罢了，随便用吧，反正用不完，如果这是公网地址呢？

所以出现了子网划分，就是将一个子网，划分称更多的小子网，但是子网数目有规定，就是2的n次方，也就是一个子网可以分成2，4，8，16，32，64，128个子网，如果分成2个，那么原先的256个地址除2等于128，就是说每个小子网有128个地址了，而掩码原来是24位的，现在分了一次，变成两个小子网，那么掩码就加1，变长了，变成25了，这就叫vlsm，如果又分了一次，就是说在原来的基础上分成4个子网（也可以把25位的小子网再分一次，就和细胞分裂一样的。

），那么256除4就是64，也就是一个小子网有64个地址，掩码再次加1，变成26了，同样，再分，再加，每子网32个（掩码27），16个（28），8个（29），4个（30），2个（31），1个（32），31位的子网已经没有可用地址了，只有一个网络地址和一个广播地址了（每个子网开头第一个地址为网络地址，最后一个为广播地址,这是规定），32位的就不叫网了，叫单主机了。

如果不用24，25，26，等表示掩码，也可以用256－子网地址数的值来表示（见楼上）。

这样，如果给一个有28台主机的部门分一个子网，那么用那个子网好呢？

看看来，1，2，4，8，16，32。

。

。

。

。

。

。

。

28介于16和32之间所以只能分一个比32大的子网给他，为了节约地址，分一个32地址的，所以，掩码为256－32＝224，如果用位数表示，好，256÷32＝8，所以分了8个子网，也就是分了3次，所以24+3=27。

地址范围：

0－31，32－63，64－127，128－159，160－191，192－223，224－256，分哪一个子网都行，但是掩码一定要带着，否则按照默认的abc类地址掩码算！

就像切豆腐一样，一块大的，切成若干小的，小的还可以再分，不过一定要是2的n次方。

解一道合法网络地址的思考，请记下几个公式就可以处理所有问题

申请一下：

这道题也是某位网友留下的，只是看出题的比较灵活，有比较性，故拿出来与大家一起分享。

    这里标题中涉及到的合法网络地址，请先理解什么是合法的网络地址，按给出的答案应该是合法的网络主机地址，这个是在讨论中有不少网友看出来的，其实我们在解答时也发现了这个问题，没有特意的解释就是想到大家一起看看这个题，一起讨论。

解题时当出现这种题目时，一定要选择最合适的，至于大家讨论的内容在复贴中很多，有些人写得很好。

特别感谢okahan

有朋友在咨询这个问题，涉及到合法网络地址，广播地址，有效子网，有效主机数等问题，现举网友后个例子加以说明下：

不知道他出题的用意,,这道也是,怎么看都像是D,答案竟A~~~~

在一个子网掩码为255.255.248.0的网络中，（    ）是合法的网络地址。

[主机地址]

A.150.150.42.0  B.150.150.15.0  C.150.150.7.0  D.150.150.96.0

一上来仔细看了这道题，你可以根据我在另外一篇贴子所述的公式来做，具体如下：

   1.你所选择的子网掩码将会产生多少个子网?

:

2的x次方-2（x代表掩码位,即2进制为1的部分）

　　2.每个子网能有多少主机?

:

2的y次方-2（y代表主机位,即2进制为0的部分）

　　3.有效子网是?

:

有效子网号=256-10进制的子网掩码（结果叫做blocksize或basenumber）

　　4.每个子网的广播地址是?

:

广播地址=下个子网号-1

　　5.每个子网的有效主机分别是?

:

忽略子网内全为0和全为1的地址剩下的就是有效主机地址.最后有效1个主机地址=下个子网号-2（即广播地址-1）

－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－

248化为二进制为11111000  子网位为5  主机位为3  运算得2^5-2=30（子网），2^3-2＝6（每子网主机数）

由3公式得有效子网为：

256-248＝8，

即8...16...24...32...40...48...56...64...72...80...88...96...104...112............248

1  2   3   4   5   6   7   8   9  10 11  12   13  1430

由4公式得广播地址为：

下个子网号-1，

即15,23,31,39,47,55,63,71,79,87,95,103,111...,247

由5公式得有效地址为：

忽略子网内全为0和全为1的地址，

即9--14,17--22,25--30,41--46,49--54,57--62,65--70,73--78,81--86,89--94,97--102,113....246  （每个子网有效地址为6台）

现在根据题意可以清楚的看到正确答案了：

A.150.150.42.0  B.150.150.15.0  C.150.150.7.0  D.150.150.96.0

42有效         15广播无效       7无效     96网络ID无效

相信根据这个公式很多问题可以轻易处理，这里再三提一下有效子网再别咨询为什么在减2，这是教材与CCNA的要求。

演练一下500台主机的内网中IP地址的划分

免费内容:

很多人在做工程时总会碰到一个问题，在中大型企业中一般主机数都有300-500台，有的更有1000台以上，这么大的一个内网我们如何下手去划分IP呢。

现通过一个例子，我们也阐述。

例：

杭州某智能大楼共有500台机子，他们的技术员在设计时最常用的是IP是192.168.1.2--192.168.1.254  子网掩码是255.255.255.0网关是192.168.1.1  但这样500台机子IP总会发生冲突。

那么我们应该如何把这500台机子设置？

为什么当技术员把子网掩码地址改为255.255.254.0，同时IP与网关还应该如何调整，便可以可容纳500台电脑，这之间又有什么关系？

希望大家涌跃发言，让做网管的技术员，考网规的兄弟姐妹们都有个清楚的记忆。

前言：

当子网掩码为255.255.254.0时，根据我们以前子网划分与子网掩码确认的原则，便可知道x0IP设置从192.168.0.1--192.168.0.254  192.168.1.1--192.168.1.254可以支持510台客户机  这里可以简单的把255.255.254.0化为二进制11111111.11111111.11111110.000000002^9＝512  再减2  Areyouunderstand.

题解：

ip地址其实是2进制的子网掩码是用来划分网络位和主机位的，子网掩码为255.255.254.0化成2进制前面位23个1后面9个0，这表示后9为ip地址都是主机位可以容纳的主机为2^9-2  即512-2=510台主机

上题中提到的500台主机，首先们看把IP的第4位全部分给它可用也就256-2台，故要向第3位向一位则可用512-2台

11111111.11111111.11111110.00000000子网掩码（255.255.254.0）

XXXXXXXX.XXXXXXXX.XXXXXXXX.XXXXXXXXIP地址

    第1位      第2位      第3位      第4位

后面9个0表示是主机即一个网段的主机前面1对应的IP地址表示为网络位。

这个掩码表示后面9位IP地址是主机位，可容纳的主机数为2的9次方-2（减2是因为要减去网络号和广播地址）

经上所述当内网中有超过254台主机而小于510台时，我们不能只用第4位的11111111，这样只有256-2台，要向第3位向1，变为00000001.11111111  蓝色的就是借的1。

这样一来也就知道了为什么只用第4位，主机地址分布在192.168.1.1--192.168.1.254255.255.255.0会冲突了。

超过第254台，我们再指定地址时，掩码为255.0，问题也在这里。

  当然很多人说我可以用向第3位借2个1，3个1，这些都是可以的，但根据IP划分的原则与工程中实施的科学性，我们不能这样随心所欲的做，做任何事都是有原则的，而且应该做得更合理些，更符合科学性。

扩展说明：

一般中大型企业也不太可能就这样简单的一划了之，更多的需要根据部门，楼层做VLAN，而且当ISP网络接入后，还要同时让某几个部门上网，这时还要用到路由的NAT解析成内网地址可以用到的IP，同时防火墙的引入，策略的配置，部门与部门之间在VLAN后有些还要互通，还需要用到策略，这些都是要有良好基础来实现的。

不仅仅只是一个维护、管理，更需要的是那份工作的热情与不断创新的精神。

OSI模型四种原语：

请求（Request）、指示（Indication）、响应（Response）、确认（Confirm）

4T1=T2.7T2=T3.6T3=T4、4E1=E2.4E2=E3.4E3=E4

TCP采用超市重传和捎带确认机制，流量控制采用滑动窗口协议，重传未确认分组，拥塞控制使用慢启动算法（慢启动窗口前以2指数叠加，之后顺序加1，达到拥塞窗口后重新计时，慢启动窗口变为拥塞窗口的一半，如：

124891011121246789101112）。

CRC-CCITT  G（X）=X16+X12+X5+1  CRC-32  Ethernet

计算机的存储系统定义的K和M，等于1024和1048576，且存储单位是byte。

而通信系统定义的K和M，等于1000和1000000，单位是bit/s。

安全散列算法SHA-1产生的摘要的位数是160

相联存储器是一种不根据地址而是根据存储内容来进行存取的存储器。

PERT和CPM（关键路径）采用网络图表示项目的进度安排。

关键任务串连起来的路径就是关键路径，是需要时间最长的路径，完成任务的最短时间。

程序计数器：

确定下一条指令的地址。

累加寄存器：

主要用来保存操作数和运算结果等信息，从而节省读取操作数所需占用总线和访问存储器的时间。

地址寄存器：

可作为存储器指针。

软件著