小马哥网络课笔记6------子网、超网

子网掩码的CIDR表示方法

• CIDR（ Classless Inter- Domain Routing）：无类别间路由

• 子网掩码的CIDR表示方法
  192.168.1.100/24，/24代表子网掩码有24个1，也就是255.255.255.0，网段有24位。
  123.210.100.200/16，/16代表子网掩码有16个1，也就是255.255.0.0，网段有16位。

为什么要进行子网划分？

• 如果需要让200台主机在同一个网段内，可以分配一个C类网段，比如192.168.1.0/24
  共254个可用IP地址：192.168.1.1~192.168.1.254
  多出54个空闲的IP地址，这种情况并不算浪费资源

• 如果果需要让500台主机在同一个网段内，那就分配一个B类网段，比如191.100.0.0/16
  共65534个可用P地址：191.100.0.1~191.100.255.254
  多出65034个空闲的IP地址，这种情況属于极大的浪费资源

  • 如何尽量避兔浪费IP地址资源？
    需要合理进行子网划分

子网划分

简单的理解就是将一个段大的网络区间，划分为多个小区间。比如：192.168.1.1~~192.168.1.255这个区间以192.168.1.128为界限均分成2个区间分别是192.168.1.1~192.168.1.127和192.168.1.129~192.168.1.255,这样就划分出了2个子网，192.168.1.128是新的网段。

• 子网划分：借用主机位作子网位，划分出多个子网

• 可用分为：

  • 等长子网划分：将一个网段等分成多个子网，每个子网的可用IP地址数量是一样的
  • 变长子网划分：每个子网的可用P地址数量可以是不一样的

• 子网划分的步聚
  确定子网的子网掩码长度
  确定子网中第1个、最后1个主机可用的IP地址

• 子网划分的规律：如果一个子网是原来网络的(1/2)^n，则子网掩码往后移n位

等长子网划分成2个子网

图片.png

图解：

将一个C类网段192.168.0.0/24划分成2个子网
192.168.0.0二进制位是1100 0000. 1010 1000. 0000 0000. 0000 0000
因为默认子网掩码是24位，即为255.255.255.0二进制为1111 1111. 1111 1111. 1111 1111. 0000 0000，所以该网段内的主机部分是最后8位(0000 0000)
现在要分为2个子网，需要将主机部分地址拿一位作为网段位，所以第一位被划分出来，主机位少一位，由8位变为7位，网段位多一位，子网掩码也应该增加一位，由24位变为25位。
划分为2个子网后，子网掩码为1111 1111. 1111 1111. 1111 1111. 1000 0000十进制表示为255.255.255.128。新增加的这个网段位，只有0和1两种情况，二进制表示为1100 0000. 1010 1000. 0000 0000. 0000 0000和1100 0000. 1010 1000. 0000 0000. 1000 0000所以现在网段是192.168.0.0/24和192.168.0.128/25这两种。

• A子网
  子网掩码：255.255.255.128/25
  主机可用IP地址：192.168.0.1~192.168.0.126
  根据公式网段=主机IP & 子网掩码可得A子网的网段为192.168.0.0

• B子网
  子网掩码：255.255.255.128/25
  主机可用IP地址：192.168.0.129~192.168.0.254
  根据公式网段=主机IP & 子网掩码可得A子网的网段为192.168.0.128

A子网和B子网的计算机是无法直接通信的，因为不属于同一网段，想要通信需要使用路由器连接。

等长子网划分成4个子网

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划分原理同上，不再赘述，直接说结论

• 4个子网的子网掩码都是: 255.255.255.192/26
• A子网的主机可用IP地址
  192.168.0.1~192.168.0.62
• B子网的主机可用IP地址
  192.168.0.65~ 192.168.0.126
• C子网的主机可用IP地址
  192.168.0.129~192.168.0.190
• D子网的主机可用IP地址
  192.168.0.193~192.168.0.254

划分成4个子网后的广播地址

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• 每个子网的广播地址是不同的，主机位全为1
  A子网：192.168.0.63
  B子网：192.168.0.127
  C子网：192.168.0.191
  D子网：192.168.0.255

等长子网划分——B类子网划分

原理同上，不赘述

图片.png

等长子网划分———A类子网划分

原理同上，不赘述

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变长子网划分

• 如果一个子网地址块的长度是原网段的(1/2)^n,那么
  • 子网的子网掩码，就是在原网段的子网掩码基础上增加n个1
  • 不等长的子网，它们的子网掩码也不同

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• 假设上图是对192.168.0.0/24进行变长子网划分
  C网段:子网掩码是255.255.255.128==/25
  B网段:子网掩码是255.255.255.192==/26
  A网段:子网掩码是255.255.255.224==/27
  D网段:子网掩码是255.255.255.252==/30
  E网段:子网掩码是255.255.255.252==/30

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超网

超网:跟子网反过来，它是将多个连续的网段合并成一个更大的网段

场景：

需求:原本有200台计算机使用192.1 68.0.0/24网段，现在希望增加200台设备到同一个网段

200台在192.168.0.0/24网段，再增加200台在192.168.1.0/24网段
合并192.168.0.0/24、192.168.1.0/24为一个网段: 192.168.0.0/23 (子网掩码往左移动1位)

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图解：合并2个网段的时候，是将网络部分最后一位借来作为主机位，这样主机位就多了一倍数量。

规律：合并2个网段，子网掩码左移一位

注意：多个网段合并为超网后，广播地址也会变化

合并4个网段

子网掩码向左移动2位，可以合并4个网段

图片.png

上图是将192.168.0.0/24、192.168.1.0/24、 192.168.2.0/24、192.168.3.0/24这4个网段合并为了192.168.0.0/22网段。

规律：合并4个网段需要将子网掩码左移2位。

合并网段的规律

假设n是2的k次幂(k≥1)
子网掩码左移k位能够将能够合并n个网段

图片.png

假设n是2的k次幂(k≥1)

• 如果第一个网段的网络号能被n整除，那么由它开始连续的n个网段，能通过左移k位子网掩码进行合并

比如：
第一个网段的网络号以二进制0结尾，那么由它开始连续的2个网段，能通过左移1位子网掩码进行合并
第一个网段的网络号以二进制00结尾,那么由它开始连续的4个网段，能通过左移2位子网掩码进行合并
第一个网段的网络号以二进制000结尾，那么由它开始连续的8个网段，能通过左移3位子网掩码进行合并

举例说明：192.168.0.0/24和192.168.1.0/24可以合并，192.168.0.0/24和192.168.2.0/24不能合并。192.168.2.0/24和192.168.3.0/24可以合并，192.168.2.0/24和192.168.5.0/24不可以合并。

判断一个网段是子网还是超网

首先：
看看该网段的类型，是A类网络、B类网络、C类网络?
默认情况下，A类子网掩码的位数是8，B类子网掩码的位数是16，C类子网掩码的位数是24

然后：
如果该网段的子网掩码位数比默认子网掩码多，就是子网
如果该网段的子网掩码位数比默认子网掩码少,则是超网

比如：
25.100.0.0/16是一个A类子网
200.100.0.0/16是一个C类超网