(二十二)子网划分

前言

现在,我们已经对IP地址和子网掩码有了一定程度的了解。一个IP地址可以通过它的子网掩码来判断它的网络位数和主机位数,还可以通过子网掩码来判断两个IP地址是否在同一个子网内。

对于没有划分子网的IP地址,也都有标准的子网掩码,A类标准子网掩码是255.0.0.0,B类标准子网掩码是255.255.0.0,C类标准子网掩码是255.255.255.0。那么,对于划分了子网的一个网络来说,就不能使用标准的子网掩码了。

所以,今天这一节,我们主要学习子网的划分方法,以及可变长的子网掩码。

 

子网划分

我们知道,一个IP地址由网络号和主机号两部分组成。如果进行划分子网的话,就是把该IP地址原来的主机位拿出几位来“借”给网络位,借出去的这几位,我们把它们叫做子网位

我们一个C类网络为例,看一个网络位、子网位、主机位的关系示意图:

(二十二)子网划分_第1张图片

这个图就很形象的展示了,把一个C类网络的主机位拿出几位来当作子网位。

我们可以简单的记为: 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

那么,在实际应用中,我们需要把主机位借出几位来做子网位,才算合适的呢?

我们只要记住,划分子网遵循这样一个标准:把主机位拿出n位来做子网位,要满足2^n-2>=所需子网数

我们仍然使用上一节的例子,一个公司申请了一个B类地址128.1.0.0,需要给三个部门划分子网,也就是需要划分出三个子网来。需要三个子网,也就是需要满足2^n-2>=3,可以得知n的值最小是3,也就是说,最少需要把主机位拿出3位来,才能满足要求。当然,如果n的值取大于3的数,也能满足要求,但是如果多借了位的话,会相应的造成主机位数的减少,也就是造成每个子网中能够容纳的主机数目的减少。

现在我们来看,n=3,也就是3位子网位,可以有这几种排列组合的形式:000、001、010、011、100、101、110、111这八种组合,因为全0和全1一般不用作分配,所以3位子网位可以构造出6个可用子网来。

所以我们现在只需要选择其中的三种情况,分别分配给三个部门用作子网:

第一个子网,选用子网号为001,那么第一个子网的IP地址用二进制表示,就是这样的:

10000000.00000001.001xxxxx.xxxxxxxx,红色部分是网络号,绿色是子网号、蓝色是主机号(x可以是0或者1都行)。

所以第一个子网,最小的一个IP地址是:10000000.00000001.00100000.00000001,转为十进制是:128.1.32.1

最大的一个IP地址是:10000000.00000001.00111111.11111110,转为十进制是:128.1.63.254。

当主机号全为0的时候,是这个样的:10000000.00000001.00100000.00000000,转为十进制是:128.1.32.0,代表001这个子网的子网网段地址。

当主机号全为1的时候,是这个样的:10000000.00000001.001111111.11111111,转为十进制是:128.1.63.255,代表001这个子网的子网广播地址。

第二个和第三个子网也是用相同的方法计算的,当第二个子网的子网号选用010,第三个子网的子网号选用011,那么每个子网的IP地址范围就如同下表所示:

子网 子网网络号 最小可分配地址 最大可分配地址 广播地址
子网1 128.1.32.0 128.1.32.1 128.1.63.254 128.1.63.255
子网2 128.1.64.0 128.1.64.1 128.1.95.254 128.1.95.255
子网3 128.1.96.0 128.1.96.1 128.1.127.254 128.1.127.255

 

 

VLSM

VLSM的意思是:可变长子网掩码。它有什么作用呢?我们来看这样一种情况:

比如说,一个大型机构里有销售部、服务部、工程部三个部门,其中销售部人员比较多,有60台电脑,服务部和工程部的电脑需求稍微少一点,两个部门各有30台电脑。现在申请到了一个C类IP地址217.20.23.0,要求为三个部门划分出三个子网。

下面我们按照常规的子网划分方法划分一下:

要划分3个子网的话,要满足2^n-2大于等于3,得出n最小为3,也就是最少把主机位拿出3位来做子网位。

我们把IP地址换成二进制观察一下:11011001.00010100.00010111.sssxxxxx。其中,s是借出去的子网位,x是剩下的主机位。现在,借出去了三位子网位,还剩下五位主机位,也就是说,每个子网可容纳的主机数目是30(2^5-2)个。

如果这样划分的话,每个子网内可容纳30台主机。显然,服务部和工程部满足要求,但是销售部中却有一半的电脑都得不到IP地址。是不是我们不应该申请C类地址呢,是不是C类地址的主机数量不够多呢?我们知道,一个C类地址,可以满足254台主机,而整个机构的主机数目是60+30+30,也才120个。所以说,申请C类地址是绝对够用的,肯定是我们的划分方法出了问题。

为了解决这样的问题,我们提出了VLSM的概念,使用VLSM技术可以在子网里进一步再划分子网,可以让每个子网的主机数目不同,子网掩码也可以不同,使子网的分配可以更加的灵活。

要使用VLSM划分子网的话,要遵循的原则是:先划分需求IP地址多的子网,再划分需求少的子网。

要解决上面的问题,应该这样来做:

1、首先,先要为销售部划分子网,销售部有60台主机,所以我们要保证给销售部划分的子网的主机位应该最少是6位,因为2^6-2大于等于60。主机位是6位了,子网位就剩下了2位,2^2-2等于2,也就是说2位子网位可以划分出2个子网来,每个子网都可以保证有60台主机。第一个子网的IP地址形式是:217.20.23.01xxxxxx,子网掩码是255.255.255.192;第二个子网的IP地址形式是:217.20.23.10xxxxxx,子网掩码是255.255.255.192。这两个子网,随便哪一个都可以满足销售部的需求。

2、接着,我们为服务部和工程部划分子网。两个部门都各自有30台主机,俩部门加一块一共是60台吧。这时候,我们不需要再划分别的子网了,上一步不是划分出来两个子网吗,假设销售部用了第一个,那么我们这个服务部和工程部就可以共用第二个,刚好能满足要求。对第二个子网再做进一步的划分,就是把主机位再借出一位来作为子网位,就可以把这个子网进一步再划分为两个小子网。分别是:小子网1的IP地址形式是217.20.23.100xxxxx,子网掩码是255.255.255.224;小子网2的IP地址形式是217.20.23.101xxxxx,子网掩码是255.255.255.224。每个小子网的主机位数是5位,2^5-2大于等于30,正好满足要求。

 

一道例题

   已知某台主机的IP地址为210.222.5.121,子网掩码为255.255.255.248   求:

  – 该主机所在子网的子网网络号?

  – 每个子网的可用主机数目?

  – 该子网的子网广播地址?

答:

求子网网络号,要把IP地址和子网掩码都转换为二进制,然后进行与运算,即可得到网络号:210.222.5.120。

求该子网可用的主机数目:因为子网掩码是248,说明借出去5位作为子网位,剩下的3位是主机位,2^3-2=6,每个子网的主机数是6。

求子网广播地址,只需要让主机号的值全为1,就是广播地址210.222.5.127。

 

 

 

 

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