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子网划分与掩码计算

时间:2008-08-03 11:35来源: 作者: 点击:
IP地址使用的子网划分技术,是将一个大的网络分成若干个小网使用。当不进行子网划分时,Internet中只使用A类、B类和C类三种主类地址。网络设备根据IP地址第一个字节的位值范围,即可判断它属于A、B和C中的哪一个主类网,进而可确定该IP地址的网络部分和主机部分,不需要
IP地址使用的子网划分技术,是将一个大的网络分成若干个小网使用。当不进行子网划分时,Internet中只使用A类、B类和C类三种主类地址。网络设备根据IP地址第一个字节的位值范围,即可判断它属于A、B和C中的哪一个主类网,进而可确定该IP地址的网络部分和主机部分,不需要子网掩码(Subnet Mask)的辅助。
    通过IP子网划分,网络管理员可以在已经得到的整块IP地址空间中创建子网络,以满足分配给不同部门自行管理使用的需求。子网与网络地址相结合,不仅可以把位于不同物理位置的主机组合在一起,还可以通过分离关键设备或者优化数据传送等措施提高网络安全性能,降低网络流量。
    将一个网络划分为子网采用的是借位的方式:从IP地址的主机部分最高位开始借位变为新的子网地址位,所剩余的部分则仍为主机地址位。这使得IP地址的结构变为三部分:网络地址、子网地址和主机地址。子网掩码的主要功能是向网络设备说明,一个特定IP地址的哪一部分包含网络地址与子网地址,哪一部分是主机地址。网络路由设备只要识别出数据包目的地址中的网络号与子网号,就可以正确进行路由寻址。IP地址的主机部分不参与路由器的寻址操作,只用于在网段中惟一标识一个网络设备的接口地址。子网掩码又称子网屏蔽码。
    用32位二进制表示的子网掩码是按照整个IP地址的位模式使用的,其中的1代表网络部分,0代表主机地址部分。应用中子网掩码也采用4位十进制表示。通过子网掩码可以容易地确定IP地址网络部分在哪里结束,主机地址在哪里开始。
    A类、B类、C类3类网络的标准默认掩码如下。
 
类别
二进制子网掩码位模式
十进制子网掩码
A
11111111.00000000.00000000.00000000
255.0.0.0
B
11111111.1lllllll.00000000.00000000
255.255.0.0
C
11111111.11111111.11111111.00000000
255.255.255.0
 
    判断TCP/IP网络中两台计算机是否属于同一个网络,只需要使用子网掩码与它们的IP地址进行与(AND)运算即可。如果运算结果得到的网络地址部分相同,这两个IP地址就属于同一个网络。
    当借用IP地址主机部分的高位作为子网编号时,子网掩码也随着扩展,这样就可以在某类地址中划分出更多的子网。如果在主机部分的地址中借两位作为子网掩码,理论上可以划分出4个子网;如果借3位作为子网掩码,理论上可以划分出8个子网,按此类推,但是实际上必须避免使用全0和全1的子网和主机地址。子网划分越多,每个子网内可用的主机地址数量就越少,且由于IP协议规定主机地址为全0时表示的是网络,主机地址为全1时为广播地址,子网划分越多,上述情况浪费的IP地址资源就越多。
    确定子网掩码的前提是划分子网的数目。下面列出的是A类、B类、C类3类网络有效子网数目与子网掩码的转换表(不包括所有地址值为全0与全1的子网和子网内主机)。
    A类:
借用位数
子网掩码
有效子网数
子网中主机数
2
255.192.0.0
2
4 194 302
3
255.224.0.0
6
2 097 150
4
255.240.0.0
14
1 048 574
5
255.248.0.0
30
524 286
6
255.252.0.0
62
262 142
7
255.254.0.0
126
131 070
8
255.255.0.0
254
65 536
9
255.255.128.0
510
32 766
10
255.255.192.0
1022
16 382
11
255.255.224.0
2046
8 190
12
255.255.240.0
4094
4 094
13
255.255.248.0
8190
2 046
14
255.255.252.0
16382
1 022
15
255.255.254.0
32766
510
16
255.255.255.0
65536
254
17
255.255.255.128
131070
126
18
255.255.255.192
262142
62
19
255.255.255.224
524286
30
20
255.255.255.240
1048574
14
21
255.255.255.248
2097150
6
22
255.255.255.252
4194302
2
 
B类:
 
借用位数
子网掩码
有效子网数
子网中主机数
2
255.255.192.0
2
16 382
3
255.255.224.0
6
8 190
4
255.255.240.0
14
4 094
5
255.255.248.0
30
2 046
6
255.255.252.0
62
1 022
7
255.255.254.0
126
510
8
255.255.255.0
254
254
9
255.255.255.128
510
126
10
255.255.255.192
1022
62
11
255.255.255.224
2046
30
12
255.255.255.240
4094
14
13
255.255.255.248
8190
6
14
255.255.255.252
16382
2
 
C类:
 
借用位数
子网掩码
有效子网数
子网中主机数
2
255.255.255.192
2
62
3
255.255.255.224
6
30
4
255.255.255.240
14
14
5
255.255.255.248
30
6
6
255.255.255.252
62
2

划分子网的方法

  子网的划分,实际上就是设计子网掩码的过程。子网掩码主要是用来区分IP地址中的网络ID和主机ID,它用来屏蔽IP地址的一部分,从IP地址中分离出网络ID和主机ID.子网掩码是由4个十进制数组成的数值"中间用"。"分隔,如255.255.255.0。若将它写成二进制的形式为:11111111.11111111.11111111.00000000,其中为"1"的位分离出网络ID,为"0"的位分离出主机ID,也就是通过将IP地址与子网掩码进行"与"逻辑操作,得出网络号。

  例如,假设IP地址为192.160.4.1,子网掩码为255.255.255.0,则网络ID为192.160.4.0,主机ID为0.0.0.1。计算机网络ID的不同,则说明他们不在同一个物理子网内,需通过路由器转发才能进行数据交换。

  每类地址具有默认的子网掩码:对于A类为255.0.0.0,对于B类为255.255.0.0,对于C类为255.255.255.0。除了使用上述的表示方法之外,还有使用于网掩码中"1"的位数来表示的,在默认情况下,A类地址为8位,B类地址为16位,C类地址为24位。例如,A类的某个地址为 12.10.10.3/8,这里的最后一个"8"说明该地址的子网掩码为8位,而199.42.26.0/28表示网络199.42.26。0的子网掩码位数有28位。

  如果希望在一个网络中建立子网,就要在这个默认的于网掩码中加入一些位,它减少了用于主机地址的位数。加入到掩码中的位数决定了可以配置的于网。因而,在一个划分了子网的网络中,每个地址包含一个网络地址、一个子网位数和一个主机地址,如图1所示。

  在图1中,子网位来自主机地址的最高相邻位,并从一个8位的位组边界开始,因为默认的子网掩码总是在8位位组的边界处结束。随着主机位中加入于网位的增加,我们可以从左到右计数,并用和它们位置相关的值。将它们转换为十进制。

  图1:
   

  从每个主机位加入的子网位中,得到子网的对应十进制数,总结在表1中
  表1:
   

  下面举例说明,使用没有子网的子网掩码和使用于网的子网掩码的区别。若有二个B类IP地址172.16.2.160,其默认的子网掩码是255.255.0.0,则完成下面任务

  若不使用子网,即只使用默认的子网掩码,其运算过程如图2所示。

  若使用8位子网位,则其运算过程如图3所示。

  注意:在图3中,使用了8位子网位,其子网掩码值从默认的255.255.0.0转变为255.255.255.0,从而使逻辑"与"之后的网络号发生了变化。 
  图2:
   

  图3:

子网掩码的简便算法

举例说明该算法。
  例:给定一 class c address : 192.168.5.0 ,要求划分20个子网,每个子网5个主机。

  解:因为4 <5 < 8 ,用256-8=248 ――>即是所求的子网掩码,对应的子网数也就出来了。这是针对C类地址。老师也只讲了针对C类地址的做法。下面是我自己推出来的针对B类地址的做法。

  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,50个子网(相当大了),
   512 < 700< 1024 
  256-(1024/256)=256-4=252 ――>即是所求的子网掩码,对应的子网数也就
  出来了。

  上面256-4中的4(2的2次幂)是指主机数用2进制表示时超过8位的位数,即超过
  2位,掩码为剩余的前6位,即子网数为2(6)-2=62个。

(责任编辑:admin)
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