子网掩码与划分子网

一、实验拓扑图

二、实验要求：
1．掌握子网掩码的算法。
2．了解网关的作用。
3．熟悉模拟软件Packet Tracer 5.3的使用。
三、实验步骤：
1．子网掩码的算法
比如，我们有三个不同的子网，每个网络的HOST数量各为20、25和50，下面依次称为甲、乙和丙网，但只申请了一个NETWORK ID就是192.168.10.0。首先我们把甲和乙网的SUBNET MASKS改为255.255.255.224，224的二进制为11100000，即它的SUBNET MASKS为：　　11111111.11111111.11111111.11100000，这样，我们把HOST ID的高三位用来分割子网，这三位共有000、001、010、011、100、101、110、111八种组合，除去000（代表本身）和111（代表广播），还有六个组合，也就是可提供六个子网，它们的IP地址分别为如表3-1所示。

表3-1
选用161_{190段给甲网，193}222段给乙网，因为各个子网都支持30台主机，足以应付甲网20台和乙网25台的需求。
再来看丙网，由于丙网有50台主机，按上述分割方法无法满足它的IP需求，我们可以将它的SUBNET MASKS设为255.255.255.192， 由于192的二进制值为11000000，按上述方法，它可以划分为两个子网，IP地址如表3-2所示。

表3-2
这样每个子网有62个IP可用，将65~126分配丙网，多个子网用一个NETWORK ID 即可实现。
如果将子网掩码设置过大，也就是说子网范围扩大。那么根据子网寻径规则，很可能发往和本地机不在同一子网内的目的机的数据，会因为错误的相与结果而认为是在同一子网内，那么，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。如果将子网掩码设置得过小，那么就会将本来属于同一子网内的机器之间的通信当做是跨子网传输，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。因此，任意设置子网掩码是不对的，应该根据网络管理部门的规定进行设置。
通过计算我们可以得出每个子网的最小IP地址和最大IP地址，例如第一个子网的最小IP地址是：192.168.10.33/27 ，最大IP地址是：192.168.10.62/27 。我们也可以找两台主机来做实验，host A的IP地址: 192.168.10.33/27 ，而host B的IP地址: 192.168.10.34/27 --192.168.10.62/27 之间，这样它们都是互通的。如果你把host B的IP地址设置为：192.168.10.65/27 ，它们就不能互通了。还有一点我们要注意，我们不能把IP地址设置成：192.168.10.63/27 ，192.168.10.64/27 。计算机会出现错误提示，如图3-1所示。因为前者是广播地址，而后者是网络地址，这两种地址是不允许分配给主机使用的。

表3-1
2．什么是网关
顾名思义，网关（Gateway）就是一个网络连接到另一个网络的“关口”。 按照不同的分类标准，网关也有很多种。TCP/IP协议里的网关是最常用的，在这里我们所讲的“网关”均指TCP/IP协议下的网关。
那么网关到底是什么呢？网关实质上是一个网络通向其他网络的IP地址。比如有网络A和网络B，网络A的IP地址范围为“192.168.1.1~192. 168.1.254”，子网掩码为255.255.255.0；网络B的IP地址范围为“192.168.2.1~192.168.2.254”，子网掩码为255.255.255.0。在没有路由器的情况下，两个网络之间是不能进行TCP/IP通信的，即使是两个网络连接在同一台交换机（或集线器）上，TCP/IP协议也会根据子网掩码（255.255.255.0）判定两个网络中的主机处在不同的网络里。而要实现这两个网络之间的通信，则必须通过网关。如果网络A中的主机发现数据包的目的主机不在本地网络中，就把数据包转发给它自己的网关，再由网关转发给网络B的网关，网络B的网关再转发给网络B的某个主机（如图3-2所示）。网络B向网络A转发数据包的过程也是如此。

图3-2
所以说，只有设置好网关的IP地址，TCP/IP协议才能实现不同网络之间的相互通信。那么这个IP地址是哪台机器的IP地址呢？网关的IP地址是具有路由功能的设备的近端接口的IP地址，其中具有路由功能的设备有路由器、启用了路由协议的服务器以及代理服务器（两者都相当于一台路由器）。
下面，我们将本机按照图3-3设置TCP/IP属性，其中IP地址最后一个字节设为显示器上的数字编号。

图3-3
注意：主机所设置的网关一定要和主机的IP地址属于同一个子网，否则主机连网关都不能ping通，更何况要跨网段访问呢？
四、思考
1．试用自己学过的知识分析并回答以下问题，然后在实验室验证你的结论。
 172.16.0.220/25和172.16.2.33/25分别属于哪个子网？
 192.168.1.60/26和192.168.1.66/26能不能互相ping通？为什么？
 210.89.14.25/23、210.89.15.89/23、210.89.16.148/23之间能否互相Ping通，为什么？

2．某单位分配到一个C类IP地址，其网络地址为：192.168.1.0，该单位有100台左右的计算机，并且分布在2个不同的地点，每个地点的计算机大致相同，试给每一个地点分配一个子网号码，并写出每个地点计算机的最大IP地址和最小IP地址。

3．对于B类地址，假如主机数小于或等于254，与C类地址算法相同。 对于主机数大于254的，如需主机 700台，又应该怎么划分子网呢？例如其网络地址为：192.168.0.0，请计算出第一个子网的最大IP地址和最小IP地址。

4．某单位分配到一个C类IP地址，其网络地址为：192.168.10.0，该单位需要划分28个子网，请计算出子网掩码和每个子网有多少个IP地址。