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你好

局域网不断增长

越长越大

越来越难于管理

必须将它分割成

一个一个的子网

一个网络被分割成几个部分

但是在外界看来

这个网络仍然被看成一个整体

体现在路由表上

就是外部的路由器

只对应一条路由

这也允许不同的子网

在一个组织内部连接起来

比如有一个学校

它按照各个系

把它分割成不同的子网

分成EE子网

CS子网

Art的子网

但是分割了子网之后的网络

当一个到达的分组

它怎么知道

应该发往哪个子网呢

在分割了子网的网络里边

有一个边界路由器

也叫做主路由器

它负责和外界联系

主路由器从外部收到分组

向内部转发

它怎样知道向哪里转呢

即如何知道内部的网络结构呢

这里采用了一种机制

叫做子网掩码

路由器使用子网掩码

来决定分组往哪个子网转发

子网掩码可以用点分十进制表示

就是连续的1再加上连续的0

1表示网络位

0表示主机位

也可以用

/网络位数

+子网位数来表示

举个例子

27个连续的1和5个连续的0

构成了子网掩码

可以表示成255.255.255.224

那么它也可以表示成/27

这样的形式

这两种形式表示的子网掩码

它的内涵完全一样

路由器采用按位“与”操作

就是将目的IP地址和子网掩码

进行按位“与”操作

操作的结果

就得到了目的网络地址

使用这种机制

路由器不必记录全部主机的IP地址

缩减了路由表的规模

举个例子来看

131.108.0.0/16

这样的一个大网络

被划分成了131.108.1.0

131.108.2.0

131.108.3.0

后面还有4.0 5.0 6.0

一直到255.0

对应的子网掩码

应该是255.255.255.0

也是/24

现在路由器收到了一个分组

它把它解封装到网络层

就是第三层

提取出它的目的IP地址

131.108.2.2

路由器把目的IP地址

131.108.2.2和子网掩码

3个255.0

进行按位“与”的操作

结果就是131.108.2.0

得到的结果就是网络地址

在路由器的路由表里边

网络地址就是路由表的查找入口

所以现在路由器

就可以查找路由表了

查找路由表的时候

发现131.108.2.0

就是自己的直连子网

挂接在E2这个接口上

跟着下来路由器

把已经拆开过的分组

进行重新封装

从E2这个接口转发出去

所以通过子网掩码

路由器得到目的IP地址

所属的那个网络的网络地址

没有划分子网的

A B C三类地址的缺省

子网掩码分别是

A类地址它有8位的网络位

所以它的子网掩码应该是255.0.0.0

也可以用/8来表示

B类的子网掩码是255.255.0.0

也可以用/16来表示

C类的子网掩码是255.255.255.0

也可以用/24来表示

A B C三类地址都是由网络部分

和主机部分构成的两级结构

划分子网实际上建立了一个由

网络

子网和主机

构成的三级层次结构

即根据用户的需求

划分出合适数量和规模的子网

IP地址由两级结构

变成了三级结构

总的地址位数仍然是32位

那么增加的子网位从何而来呢

构建子网是通过从网络地址的

主机部分借位来进行

比如说一个C类地址

它的主机部分是最后一个8位组

现在我们可以向这个8位来借两位

创建子网

可以创建的子网是00 01 10和11

总共4个

剩下的6位仍然是主机位

可以提供2的6次方

64个IP地址数

这就是子网的容量

或者说规模

这64个IP地址中

有两个保留的地址

不能用来标识主机

它们分别是广播地址和网络地址

广播地址指的是主机部分

全部为1的IP地址

而网络地址指的是主机部分

全部为0的IP地址

那么这个网络地址

正是路由表的查找入口

所以子网规划就是将大网络

分割成小网络

关键就是从主机部分去借位

借位的原则是这样的

一 借位必须从主机域的高位开始

二 借位剩下的主机部分

也就是说子网的主机位数

至少要保留两位

比如A类

缺省的A类

它的主机位数是24位

那么我们去向它借位的时候

最多能够借22位

因为至少要保留两位

B类呢

我们缺省的主机位数是16位

所以最大的子网位数是14位

而C类网络

它缺省的主机位是8位

所以最大的子网位数

只能够有6位

也就是说只能最多借6位

举一个例子

有一个C类网络地址

192.168.1.0/24

现在我们可以借用两位

创建2的2次方

也就是4个子网

这4个子网的网络地址分别是

192.168.1.0/26

192.168.1.64/26

192.168.1.128/26

最后一个是192.168.1.192/26

这4个子网

它们的子网掩码都是26位的

因为一个C类地址

它的网络位是24位

再加上借的2个位

子网位所以总共的网络位是26位

现在每个子网的主机位就变成了

8减2等于6位

对应的IP地址数是2的6次方64个

让我们仔细地来研究

其中的第二个子网

192.168.1.64/26

这个子网吧

这个子网它的主机位

我们把它写成二进制的形式

那么我们发现主机位的6位

可以从6个0变化成6个1

也就是说它可以从64 65 66

一直变化到127

在这一大堆连续的子网空间里面

可用的地址数只有62个

就是64减2

为什么要减2呢

这2代表的是网络地址和广播地址

也就是说

这一段连续的空间里面的

第一个和最后一个

规划子网的时候

我们需要考虑两个因素

一个是所需要的子网数量

还有一个呢就是所需要的

主机地址的数量

有的时候

我们只单纯的考虑一个因素

有的时候我们需要综合来考虑

两个因素

我们来看按照主机要求

来划分子网怎么做

我们这样来做

首先根据主机数的需求

确定主机位

推算出借的位数

我们可以使用公式2的n次方

其中n代表的是主机位数

2的n次方

就是这样的n位能够提供的数量

那么确定出了n之后呢

我们就知道借位就是8减n

比如说有一个C类网络

我们对它进行子网规划

每个子网现在需要的是

20台主机

既然这样我们合法的IP地址

就应该是20个

现在再加上2

这个2代表的是网络地址

和广播地址两个

总共的需求就是22个地址

现在我们的2的5次方等于32

正好是大于22的

最靠近它的2的n次方

所以我们就知道

主机位至少需要保留5位

可以满足这个主机的需求

那么我们也知道了

借位就是8减5 3

这是一张子网数

主机位数

子网数量

可用的IP数量

以及保留位之间的关系表格

你可以拿出一张纸

对着这个表格仔细地换算一下

第二种方法呢

就是可以按照网络需求

来进行子网的规划

根据子网数量的需求

来确定借位

首先呢用这个式子 2的n次方

其中n代表的是借用的位数

比如说我们现在需要6个子网

那么大于6的最接近6的2的n次方

就是2的3次方

2的3次方是8

8大于6

满足6个子网的需求

而且还有两个子网的余量

所以我们知道至少要借3位

可以满足这个子网的需求

有的时候

我们不单单考虑这两个因素

而是把子网数和主机数这两个需求

综合起来考量

小结一下今天的内容

子网让两层IP地址结构

变成了三层

网络

子网和主机

子网掩码可以用两种方式来表示

点分十进制

第二就是用/网络位数来表示

路由器执行按位“与”的操作

来确定网络地址

这个网络地址呢

就是路由表的查找入口

A B C三类地址的缺省子网掩码

分别是8位

16位和24位

子网规划的任务就是通过

向主机位借位来创建子网

把大网络划分为小网络

借位的原则是从高位开始借

至少要保留两位主机位