计算机通信与网络IP地址、子网的划分和子网掩码、子网地址的计算

设有一个网络地址为 172.168.0.0,要在此网络中划分14个子网,问:需要多少位表示子网?子网掩码的点分十进制数值是多少?每个子网地址是什么?

计算机通信与网络IP地址、子网的划分和子网掩码、子网地址的计算_第1张图片

IP地址类型
    最初设计互联网络时,为了便于寻址以及层次化构造网络,每个IP地址包括两个标识码(ID),即网络ID和主机ID。同一个物理网络上的所有主机都使用同一个网络ID,网络上的一个主机(包括网络上工作站,服务器和路由器等)有一个主机ID与其对应。IP地址根据网络ID的不同分为5种类型,A类地址、B类地址、C类地址、D类地址和E类地址。

A类IP地址 
    一个A类IP地址由1字节的网络地址和3字节主机地址组成,它主要为大型网络而设计的,网络地址的最高位必须是“0”, 地址范围从1.0.0.0 到127.0.0.0)。可用的A类网络有127个,每个网络能容纳16777214个主机。其中127.0.0.1是一个特殊的IP地址,表示主机本身,用于本地机器的测试。

注:
    A:0-127,其中0代表任何地址,127为回环测试地址,因此,A类ip地址的实际范围是1-126.
    默认子网掩码为255.0.0.0

B类IP地址 
    一个B类IP地址由2个字节的网络地址和2个字节的主机地址组成,网络地址的最高位必须是“10”,地址范围从128.0.0.0到191.255.255.255。可用的B类网络有16382个,每个网络能容纳6万多个主机 。 

注:
    B:128-191,其中128.0.0.0和191.255.0.0为保留ip,实际范围是128.1.0.0--191.254.0.0。

C类IP地址 
    一个C类IP地址由3字节的网络地址和1字节的主机地址组成,网络地址的最高位必须是“110”。范围从192.0.0.0到223.255.255.255。C类网络可达209万余个,每个网络能容纳254个主机。 

注:C:192-223,其中192.0.0.0和223.255.255.0为保留ip,实际范围是192.0.1.0--223.255.254.0

D类地址 
    用于多点广播(Multicast)。 D类IP地址第一个字节以“lll0”开始,它是一个专门保留的地址。它并不指向特定的网络,目前这一类地址被用在多点广播(Multicast)中。多点广播地址用来一次寻址一组计算机,它标识共享同一协议的一组计算机。224.0.0.0到239.255.255.255用于多点广播 。

E类IP地址 
    以“llll0”开始,为将来使用保留。240.0.0.0到255.255.255.254,255.255.255.255用于广播地址。

    全零(“0.0.0.0”)地址对应于当前主机。全“1”的IP地址(“255.255.255.255”)是当前子网的广播地址。

在IP地址3种主要类型里,各保留了3个区域作为私有地址,其地址范围如下: 
    A类地址:10.0.0.0~10.255.255.255 
    B类地址:172.16.0.0~172.31.255.255 
    C类地址:192.168.0.0~192.168.255.255

子网掩码计算:

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C类IP地址192.168.10.0划分成4个子网:
1)4=100
2)该二进制为三位数,N = 3
3)将A类地址的子网掩码255.255.255.0的主机地址前3位置 1,得到子网掩码255.255.255.224。(具体见下图)

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子网地址计算:

IP地址与子网掩码进行按位与运算得到子网地址。

(255转为十进制后为11111111,与任何八位二进制数A进行按位与运算结果都是其本身A)。
135 十进制 => 10000111 二进制

192 十进制 => 11000000 二进制

上面按位与运算: 10000000 二进制 => 128 十进制

那么其子网地址为: 203.123.1.128

子网划分:

使用子网划分会造成部分主机地址损失,但仍可提高IP地址利用率。

      根据需要设计子网掩码划分子网。

     主机号全0或全1IP地址不能分配给主机,因此子网划分需要确保主机号位数至少为2; 

      如果不允许子网号全0或全1,则子网划分要确保子网号位数至少为2

那么,开头的题如何解呢?

解:   子网数<= 2x-2,则x4,需借用主机位的 4 位表示子网,其中减2是指除去子网位全0和全1情形,因为它们默认是无效的; 

172.168B类网络,网络掩码为255.255.0.0

      所以子网掩码为:255.255.240.0      128643216240

      子网地址:172.168.16.0172.168.32.0172.168.48.0
……172.168.224.0

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