IPv4之VLSM

变长子网掩码(Variable-Length Subnet Masks,VLSM)的出现是打破传统的以类(class)为标准的地址划分方法,是为了缓解IP 地址紧缺而产生的。

作用:提高IP地址利用率;减少路由表大小。

注意： 使用VLSM 时,所采用的路由协议必须能够支持它,这些路由协议包括RIPv2,OSPF,EIGRP 和BGP。

 

如下图:

 

路由器A；B；C的局域网都使用了/27的掩码，即：172.16.14.0 255.255.224.0 这样的掩码可以为每个局域网提供2的5次方减2个主机。

路由器A；B；C和路由器D之间的连接因为只需要两个IP多一个都浪费所以使用了/30掩码。这样的掩码只能产生2个主机。

路由器D的两个网络别采用了另外两个段。

总之：VLSM就是网络中使用不同长度掩码的规划方式。现实中通常是根据一个网络的所需IP数先确定掩码，将所有网络的掩码都确定后再合理划分。最终的目的是提高IP的利用率，这种方式并不能增加IP的数量。

IPV4与子网划分(网络工程)

一、IPv4
1. 点分十进制
        IP地址是32位二进制数字，分为4组，每组8位。转换为16位四组十进制
例：10101100 00010000 00000100 00010100
     172.16．4.20
        2.IP 地址的分类

类型		范围	地址块
第一类		0.0.0.0---127.255.255.255	/8   255.0.0.0
	默认路由	0.0.0.0---0.255.255.255	0.0.0.0/8
	私有地址（1)	10.0.0.0---10.255.255.255	1.0.0.0/8
	环回	127.0.0.0---127.255.255.255	27.0.0.0/8
第二类		128.0.0.0---191.255.255.255	/16   255.255.0.0
	链路本地	169.254.0.0---169.254.255.255	169.254.0.0/16
	私有地址（2）	172.16.0.0---172.31.255.255	172.16.0.0/12
第三类		192.0.0.0---233.255.255.255	/24  255.255.255.0
	test-net	192.0.2.0---192.0.2.255	192.0.2.0/24
	私有地址（3）	192.168.0.0---192.168.255.255
	多播	224.0.0.0---239.255.255.255	224.0.0.0/4
实验地址		240.0.0.0---239.255.255.255	240.0.0.0/4

3. 计算可用的主机位
                          网络                              主机

172.16

10.0

10101100    00010000                00001010     00000000


                                           可用主机位： 216-2=65543

二．子网划分

子网划分(subnetting)的优点:

　　     1.减少网络流量

　      　2.提高网络性能

　      　3.简化管理

　     　4.易于扩大地理范围
子网划分的核心思想：借用主机位来制造新网路
子网划分是通过借用IP地址的若干位主机位来充当子网地址从而将原网络划分为若干子网而实现的。划分子网时，随着子网地址借用主机位数的增多，子网的数目随之增加，而每个子网中的可用主机数逐渐减少。
   1. 子网划分和子网掩码
      
            未划分的网络                                             划分的网络

172.16.0.0

随着互连网应用的不断扩大，IP地址资源越来越少。为了实现更小的广播域并更好地利用主机地址中的每一位，可以把基于类的IP网络进一步分成更小的网络，每个子网由路由器界定并分配一个新的子网网络地址,子网地址是借用基于类的网络地址的主机部分创建的。划分子网后，通过使用掩码，把子网隐藏起来，使得从外部看网络没有变化，这就是子网掩码。

2. 子网掩码划分子网原理
172.16.0.0                           子网掩码：255.255.0.0

255.255.0.0

11111111.11111111 .00000000.00000000

                                         网络位              主机位
子网掩码：
172.16.2.160                      子网掩码：255.255.255.192

255.255.255.192

11111111.11111111.11111111.11 000000

                                                   子网位    主机位
                                        网络位

3. 子网掩码排列
            

	128	64	32	16	8	4	2	1
	1	0	0	0	0	0	0	0	128
	1	1	0	0	0	0	0	0	192
	1	1	1	0	0	0	0	0	224
	1	1	1	1	0	0	0	0	240
	1	1	1	1	1	0	0	0	248
	1	1	1	1	1	1	0	0	252
	1	1	1	1	1	1	1	0	254
	1	1	1	1	1	1	1	1	255
	2^7	2^6	2^5	2^4	2^3	2^2	2^1	2^0

4. 网络号
RFC 950定义了子网掩码的使用，子网掩码是一个32位的2进制数，其对应网络地址的所有位都置为1，对应于主机地址的所有位都置为0。将子网掩码和IP地址按位进行逻辑“与”运算，得到IP地址的网络地址，剩下的部分就是主机地址，从而区分出任意IP地址中的网络地址和主机地址。

222.21.160.6                   11011110.00010101.10100000.00000110

　　    255.255.255.0                  11111111.11111111.11111111.00000000

　　按位逻辑与运算结果            11011110.00010101.10100000.00000000
     网络号(网络地址)：                      222.21.160.0
5. 计算是否在同一网络（划分子网的情况下，未划分的情况可以参照2.2节）：

　   主机一

　　222.21.160.6                11011110.00010101.10100000.00000110

　　255.255.255.192             1 1111111.11111111.11111111.11000000

按位逻辑与运算结果          11011110.00010101.10100000.00000000

网络号(网络地址)：            222.21.160.0

　　主机二

　　222.21.160.73                11011110.00010101.10100000.01001001

　　255.255.255.192             11111111.11111111.11111111.11000000

按位逻辑与运算结果          11011110.00010101.10100000.01000000

网络号(网络地址)：                    222.21.160.64

有这题可见借用了两个主机位，划分了两个子网，两主机不是同一网络。主机与主机二将被认为处于同一网络时，数据不再发送给默认网关，而是直接在本网内传送。由于两台主机实际并不在同一网络中，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。
　反过来，如果两主机在同一网络时，误认两台主机处于不同网络，则会将本来属于同一子网内的机器之间的通信当作是跨网传输，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。所以，子网掩码不能任意设置，子网掩码的设置关系到子网的划分。

        子网1                                                                 子网2

                              

222.21.160.1――222.21.160.62                                     222.21.160.65――222.21.160.254