IP地址和子网划分（三）——《子网划分详解》

一、子网划分概述

1、为什么要划分子网？

IPv4地址如果只使用有类（A、B、C类）来划分，会造成大量的浪费或者不够用，为了解决这个问题，可以在有类网络的基础上，通过对IP地址的主机号进行再划分，把一部分划入网络号，就能划分出各类型大小的网络了。

2、IPv4子网划分和聚合

为了解决IPv4的不足，提高网络划分的灵活性，诞生了两种非常重要的技术，那就是VLSM（可变长子网掩码）和CIDR（无类别域间路由），把传统标准的IPv4有类网络演变成一个更为高效，更为实用的无类网络。

VLSM用于IPv4子网的划分，也就是把一个大的网络划分成多个小的子网；而CIDR则用于IPv4子网的聚合，当然主要是指路由方面的聚合，也就是路由汇总。通过CIDR可以把多个小的子网路由条目汇总成一个大网络的路由条目，以减少路由器中路由条目的数量，提高路由器效率。

二、子网划分方法

我们所讲的子网划分其实就是基于VLSM可变长子网掩码的划分，子网划分又分为等长子网划分和变长子网划分。

1、VLSM子网划分的基本思想

通过VLSM实现子网划分的基本思想很简单：就是借用现有网段的主机位的最左边某几位作为子网位，划分出多个子网。

①、把原来有类网络IPv4地址中的“网络ID”部分向“主机ID”部分借位

②、把一部分原来属于“主机ID”部分的位变成“网络ID”的一部分（通常称之为“子网ID”）

③、原理的“网络ID”+“子网ID”=新“网络ID”。“子网ID”的长度决定了可以划分子网的数量。

如下示例图：

2、全0子网和全1子网

①、“全0子网”代表的是对应子网的“子网ID”部分各位都是0，是第一个子网。

②、“全1子网”代表的是对应子网的“子网ID”部分各位都是1，是最后一个子网。

③、按照RFC950参考规定，划分子网后，只有n-2个可用的子网（n表示总的子网数）

④、后来RFC1878参考固定，划分子网后，可用有n个可用的子网（n表示总的子网数）

RFC950参考规定：第一个子网（也就是“全0子网”）和最后一个子网（也就是“全1子网”）不可用，为的就是避免全0子网的网络地址和全1子网的广播地址分别和没有划分子网的网络地址和广播地址冲突。但是在后来RFC1878规定中，该项规定已被废止了，现在的设备基本上都普遍支持RFC1878。

三、等长子网划分和变长子网划分

子网划分的任务包括：

①、确定子网掩码的长度。

②、确定子网下的主机可用地址范围（第一个可用IP和最后一个可用IP）。

③、确定网络地址（主机位全为0）和广播地址（主机位全为1） ，不能分配计算机使用。

I、等长子网划分

等长子网划分就是将一个有类网络等分成多个网络，也就是等分成多个子网，所有子网的子网掩码都相同。

1、C类网络子网划分示例

①、等分为两个子网

将192.168.0.0 255.255.255.0这个网络等分成2个子网，要借用主机位1位作为子网位。

因为二进制数0和1按一位排列组合，只有这2种，分别为：0，1，如下图所示：

0是A子网

1是B子网

借用主机1位，所以子网掩码+1位，由原来的255.255.255.0（/24）变成255.255.255.128（/25）

结论：C类网络等分成2个子网，子网掩码往右移1位，就能等分成2个子网，即2^1。

 

 最终结果：

A子网的网络地址：192.168.0.0/25，可用地址（192.168.0.1 ~ 192.168。0.126），广播地址：192.168.0.127

B子网的网络地址：192.168.0.128/25，可用地址（192.168.0.129 ~ 192.168.0.254），广播地址为：192.168.0.255

②、等分为四个子网

同样将192.168.0.0 255.255.255.0这个网络等分成4个子网

分析：要想分成4个子网，需要将子网掩码往右移2位

这样第1位和第2位就变成网络位，就可以分成4个子网

因为二进制数0和1按两位排列组合，只有这4种，分别为：00,01,10,11，如下图所示。

00是A子网

01是B子网

10是C子网

11是D子网

借用主机2位，所以子网掩码+2位，由原来的255.255.255.0(/24) 变成 255.255.255.192(/26)

结论：C类网络等分成4个子网，子网掩码往右移2位，就能等分成4个子网，即2^2。

 

最终结果：

A子网的网络地址：192.168.0.0/26，可用地址（192.168.0.1 ~ 192.168.0.62） ，广播地址：192.168.0.63/26

B子网的网络地址：192.168.0.64/26，可用地址（192.168.0.65 ~ 192.168.0.126），广播地址：192.168.0.127/26

C子网的网络地址：192.168.0.128/26，可用地址（192.168.0.129 ~ 192.168.0.190），广播地址：192.168.0.191/26

D子网的网络地址：192.168.0.192/26.，可用地址（192.168.0.193 ~ 192.168.0.254），广播地址：192.168.0.255/26

2、B类网络子网划分示例

将131.107.0.0/16等分成2个子网，写出各个子网的第一个和最后一个可用的地址

分析：要划分为2个子网，就要借用主机位1位作为子网位。

0是A子网

1是B子网

借用主机1位，所以子网掩码+1位，由原来的255.255.0.0（/16）变成 255.255.128.0（/17）

结论：B类网络等分成2个子网，子网掩码往右移动1位，就能等分成2个子网，即2^1。

最终结果：

A子网

网络地址：131.107.0.0/17

可用地址：（131.107.0.1 ~ 131.107.127.254）

广播地址：131.107.127.255

B子网

网络地址：131.107.128.0/17

可用地址：（131.107.128.1 ~ 131.107.255.254）

广播地址：131.107.255.255

 3、A类网络子网划分示例

将A类网络42.0.0.0/8等分成4个子网，写出各个子网的第一个和最后一个可用地址

分析：要划分成4个子网，就要借用主机位2位给子网位

00是A子网

01是B子网

10是C子网

11是D子网

借用主机位2位，所以子网掩码+2位，由原来的255.0.0.0（/8）变成 255.192.0.0（/10）

结论：A类网络等分成4个子网，子网掩码往右移2位，就等分成4个子网，即2^2。

最终结果：

A子网的网络地址：42.0.0.0/10，可用地址（42.0.0.1 ~ 42.63.255.254），广播地址：42.63.255.255

B子网的网络地址：42.64.0.0/10，可用地址（42.64.0.1 ~ 42.127.255.254），广播地址：42.127.255.255

C子网的网络地址：42.128.0.0/10，可用地址（42.128.0.1 ~ 42.191.255.254），广播地址：42.191.255.255

D子网的网络地址：42.192.0.0/10，可用地址（42.192.0.1 ~ 42.255.255.254），广播地址：42.255.255.255

 

II、变长子网划分

VLSM 规定了如何在一个进行了子网划分的网络中，不同子网使用不同的子网掩码。这对于网络内部不同网段需要不同大小子网掩码的情况来说很有效，这种划分子网的方式叫变长子网划分。

变长子网划分其实就是在等长子网的划分上，分别取不同等分子网中的某个或多个子网。

1.变长子网划分示例

如上示例划分分析结果：

A子网

网络地址:192.168.10.32  255.255.255.224（/27），可用地址（192.168.10.33 ~ 192.168.10.62），广播地址：192.168.10.63

相当于取等长子网划分为8个子网中的一个子网

B子网

网络地址：192.168.10.64 255.255.255.192（/26），可用地址（192.168.10.65 ~ 192.168.10.126），广播地址：192.168.10.127

相当于取等长子网划分为4个子网中的一个子网

C子网

网络地址：192.168.10.128 255.255.255.128（/25），可用地址：（192.168.10.129 ~ 192.168.10.254），广播地址：192.168.10.255

相当于取等长子网划分为2个子网中的一个子网

D子网

网络地址：192.168.10.0 255.255.255.252（/30），可用地址：（192.168.10.1 ~ 192.168.10.2），广播地址：192.168.10.3

相当于取等长子网划分为64个子网中的一个子网

E子网

网络地址：192.168.10.4 255.255.255.252（/30），可用地址：（192.168.10.5 ~ 192.168.10.6），广播地址：192.168.10.7

相当于取等长子网划分为64个子网中的一个子网

2、变长子网划分总结

①、变长子网划分规律

如果一个子网地址块是原来网段的(1/2)^n，子网掩码就在原网段的基础上右移n位，不等长子网，子网掩码也不同。

②、点到点网络的子网掩码

每个子网是原来网络的(1/2)*(1/2)*(1/2)*(1/2)*(1/2)*(1/2)，也就是(1/2)^6，子网掩码右移6位。

例如：11111111.11111111.11111111.11111100，写成十进制子网掩码也就是255.255.255.252,。

四、子网划分总结和技巧

1、确定划分子网数

子网数=2^n， n代表子网掩码右移的位数

例如：

要划分2个子网，子网掩码需要右移1位，2^1=2

要划分4个子网，子网掩码需要右移1位，2^2=4

要划分8个子网，子网掩码需要右移1位，2^3=8

......

子网数只能为2的倍数的关系划分

2、确定子网划分后的地址

每个子网地址块大小（IP_block）=2^(8-n)

每个子网可用地址个数（IP_num）=2^(8-n)-2

①、子网的网络地址=从0到255，取每段地址块的首个值

②、子网的广播地址=下一个子网的网络地址-1

③、子网的可用地址=子网的网络地址到子网的广播地址区间

例如：

要划分为4个网段(2^2)，子网掩码右移2位

每个子网地址块大小=2^(8-2)=64

每个子网可用地址个数=2^(8-2)-2=62

每段取值分别为：0，64，128，192

第一个子网

①、网络地址=0

②、广播地址=63

③、可用地址=1~62

第二个子网

①、网络地址=64

②、广播地址=127

③、可用地址=65~126

第三个子网

①、网络地址=128

②、广播地址=191

③、可用地址=129~190

第四个子网

①、网络地址=192

②、广播地址=255

③、可用地址=193~254

3、确定子网掩码

划分后的子网掩码CIDR=原网络的子网掩码CIDR+n，如写十进制：256-2^(8-n)

例如：

原来子网掩码：255.255.255.0（/24），往右移3位，则划分为8个子网

子网掩码就变成为/27，256-2^(8-3)=256-2^5=256-32 =224

最后子网掩码结果：255.255.255.224（/27）