IP地址子網的劃分機制

本文轉載自https://www.centos.bz/2012/08/subnetting/


1 子網掩碼


子網掩碼是一個32位地址,是與IP地址結合使用的一種技術。用4個字節的點分二進制數來表示時,其網絡地址部分全置爲1,它的主機地址部分全置爲0。 它的主要作用有兩個,一是用於屏蔽IP地址的一部分以區別網絡標識和主機標識,並說明該IP地址是在局域網上,還是在遠程網上。二是用於將一個大的IP網 絡劃分爲若干小的子網絡。

根據子網掩碼與IP計算出網絡地址:

IP地址:192.168.56.1 子網掩碼:255.255.255.0

轉化爲二進制進行“與”運算:

IP地址:11000000.10101000.00111000.00000001

子網掩碼:11111111.11111111.11111111.00000000

與運算後結果:

11000000.10101000.00111000.00000000

轉化爲十進制爲:

192.168.56.0

註解:不管網絡是否有劃分子網,只要將IP地址和子網掩碼進行逐位與運算,就能得出網絡地址


2 子網的劃分


網絡地址指的是企業或者機關從連接服務商ISP那裏申請到的IP地址,如172.18.0.0,企業或機關的網絡管理員需要將在這個網絡地址上爲本單位的主機分配IP地址。在分配IP地址之前,首先需要根據本單位的行政關係、網絡拓樸結構劃分網,爲各個子網分配子網地址。然後才能在子網地址的基礎上爲各個子網中的主機分配IP地址。

我們從ISP那裏申請得到的網絡地址也稱爲主網地址,這是一個沒有挪用主機位的網絡地址。單位自己劃分出的子網地址需要挪用主網地址中的主機位來爲各個子網編址。網絡地址或主網地址不用掩碼也可以計算出來,只需要看出它是哪一類IP地址。A類主網地址是255.0.0.0,B類主網地址是255.255.0.0,C類主網地址是255.255.255.0。

下面我們從一個例子來學習完整的IP地址設計。
設某單位申請得到一個C類地址200.210.95.0,需要劃分出6個子網。我們需要爲這6個子網分配子網地址,然後計算出本單位子網的子網掩碼、各個子網中IP地址的分配範圍、可用IP地址數量和廣播地址。
步驟1:計算機需要挪用的主機位數的位數。
需要多少主機位需要試算。借1位主機位可以分配出21=2個子網地址;借2位主機位可以分配出22=4個子網地址;借3位主機位可以分配出23=8個子網地址。因此我們決定挪用3位主機位作爲子網地址的編碼。
步驟2:用二進制數爲各個子網編碼。
子網1的地址編碼:200.210.95.00000000
子網2的地址編碼:200.210.95.00100000
子網3的地址編碼:200.210.95.01000000
子網4的地址編碼:200.210.95.01100000
子網5的地址編碼:200.210.95.10000000
子網6的地址編碼:200.210.95.10100000
步驟3:將二進制數的子網地址編碼轉換爲十進制數表示,成爲能發佈的子網地址。
子網1的子網地址:200.210.95.0
子網2的子網地址:200.210.95.32
子網3的子網地址:200.210.95.64
子網4的子網地址:200.210.95.96
子網5的子網地址:200.210.95.128
子網6的子網地址:200.210.95.160
步驟4:計算出子網掩碼
先計算出二進制的子網掩碼:11111111.11111111.11111111.11100000
(下劃線的位是挪用的主機位)
轉換爲十進制表示,成爲對外發布的子網掩碼:255.255.255.224
步驟5:計算出各個子網的廣播IP地址
先計算出二進制的子網廣播地址,然後轉換爲十進制:200.210.95.00011111
子網1的廣播IP地址:200.210.95. 00011111 / 200.210.95.31
子網2的廣播IP地址:200.210.95. 00111111 / 200.210.95.63
子網3的廣播IP地址:200.210.95. 01011111 / 200.210.95.95
子網4的廣播IP地址:200.210.95. 01111111 / 200.210.95.127
子網5的廣播IP地址:200.210.95. 10011111 / 200.210.95.159
子網6的廣播IP地址:200.210.95. 10111111 / 200.210.95.191
實際上,簡單地用下一個子網地址減1,就得到本子網的廣播地址。我們列出二進制的計算過程是爲了讓讀者更好地理解廣播地址是如何被編碼的。
步驟6:列出各個子網的IP地址範圍
子網1的IP地址分配範圍:200.210.95.1至200.210.95.30
子網2的IP地址分配範圍:200.210.95.33至200.210.95.62
子網3的IP地址分配範圍:200.210.95.65至200.210.95.94
子網4的IP地址分配範圍:200.210.95.97至200.210.95.126
子網5的IP地址分配範圍:200.210.95.129至200.210.95.158
子網6的IP地址分配範圍:200.210.95.161至200.210.95.190
步驟7:計算出每個子網中的IP地址數量
被挪用後主機位的位數爲5,能夠爲主機編址的數量爲2^5-2=30。
減2的目的是去掉子網地址和子網廣播地址。

劃分子網會損失主機IP地址的數量。這是因爲我們需要拿出一部分地址來表示子網地址、子網廣播地址。另外,連接各個子網的路由器的每個接口也需要額外的IP地址開銷。但是,爲了網絡的性能和管理的需要,我們不得不損失這些IP地址


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