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IP和子网

IP和子网

作者: 小吉头 | 来源:发表于2020-04-05 21:56 被阅读0次

IP分类:

IPV4共32位,分为ABCDE类,D是组播地址,E是保留地址,主要使用ABC三类。

划分依据:

共有2^32个地址,约42亿,前一半给A类,剩下的再切一半给B类,再剩下的切一半给C类

先搞清一个简单的计算规则:

以8位二进制为例,1111 1111,最高位(最左边)的值是2^(8-1),这8位的和是2^8 - 1,如果从0000 0000到1111 1111(十进制是从0~255) 共有2^8个。

扩展到n位全1的情况下,最高位值2^(n-1),总和2^n - 1,从0开始计算一共有2^n个

怎么切一半:

以8位二进制为例,0000 0000 ~ 1111 1111,以最高位为区分,以0开头的范围是0000 0000 ~ 0111 1111(十进制范围0~127) 以1开头的范围是1000 0000 ~ 1111 1111(十进制128~255)。各占了128个。

0开头的最大值0111 1111和1开头的最小值1000 0000正好差1,0111 1111 + 1 = 1000 0000,所以可以通过1开头的最小值-1方便地计算出0开头的最大值 。

计算A类地址:

现在以32位切一半,前一半的范围:

0000 0000 | 0000 0000 | 0000 0000 | 0000 0000 ~ 0111 1111 | 1111 1111 | 1111 1111 | 1111 1111

后一半的范围是:

1000 0000 | 0000 0000 | 0000 0000 | 0000 0000 ~ 1111 1111 | 1111 1111 | 1111 1111 | 1111 1111

使用后一半的最小值1000 0000 | 0000 0000 | 0000 0000 | 0000 0000 转换成十进制,128.0.0.0 - 1得到127.255.255.255即前一半的最大值(也可以直接计算0111 1111 | 1111 1111 | 1111 1111 | 1111 1111)。

所以A类地址范围是:

0.0.0.0 ~ 127.255.255.255

计算B类地址:

在后一半的起始值如下:

1000 0000 | 0000 0000 | 0000 0000 | 0000 0000 

在此基础再切一半,以第二高位(加粗了)为基础,还是按0和1切分,结果如下:

前一半:

1000 0000 | 0000 0000 | 0000 0000 | 0000 0000  ~ 1011 1111 | 1111 1111 | 1111 1111 | 1111 1111

后一半:

1100 0000 | 0000 0000 | 0000 0000 | 0000 0000 ~ 1111 1111 | 1111 1111 | 1111 1111 | 1111 1111

前一半即B类的地址,使用后一半的最小值1100 0000 | 0000 0000 | 0000 0000 | 0000 0000 转换成十进制,192.0.0.0-1得前一半的最大值191.255.255.255:

128.0.0.0 ~ 191.255.255.255

计算C类地址:

起始值:

1100 0000 | 0000 0000 | 0000 0000 | 0000 0000

在此基础再切一半,以第三高位(加粗了)为基础,还是按0和1切分,结果如下:

前一半:

1100 0000 | 0000 0000 | 0000 0000 | 0000 0000  ~ 1101 1111 | 1111 1111 | 1111 1111 | 1111 1111

后一半:

1110 0000 | 0000 0000 | 0000 0000 | 0000 0000 ~ 1111 1111 | 1111 1111 | 1111 1111 | 1111 1111

前一半即C类的地址,使用后一半的最小值1110 0000 | 0000 0000 | 0000 0000 | 0000 0000 转换成十进制,224.0.0.0-1得前一半的最大值223.255.255.255:

192.0.0.0 ~ 223.255.255.255

子网划分:

以C类网络为例:192.168.1.0/24,将该标准网络划(类似这样的标准网络也叫有类网络,比如A网络/8,B网络/16,C网络/24,无类网络掩码位数任意)分成4个子网,需要向主机位借2位,因为2^2 = 4

主机位借两位给网络位,二进制结果 00|000000,分别会有如下网络号:

00 | 000000              即 192.168.1.0/26

01 | 000000              即 192.168.64.0/26

10 | 000000              即 192.168.128.0/26

11 | 000000               即 192.168.192.0/26

变长子网掩码 VLSM:

以C类网络为例:192.168.1.0/24,上面的划分结果是主机位都一样,现在要求子网主机位不一样,比如将网络划分成3个子网,能分别容纳1个100个主机和2个50个主机。

先切一半,从主机位借一位到网络位,分别取0和1,分成的两个网段如下:

192.168.1.0/25   该网段能容纳2^7 - 2 = 126台主机

192.168.1.128/25  该网段能容纳2^7 - 2 = 126台主机

将192.168.1.128/25 再跟主机位借一位,再分别取0和1,分成的两个网段如下:

192.168.1.128/26  该网段能容纳2^6 - 2 = 62台主机

192.168.1.192/26   该网段能容纳2^6 - 2 = 62台主机

最终将标准网络分成了一个25位掩码和两个26位掩码的子网,符合了不同主机数量的需求。

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