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网络层-子网掩码与子网划分

网络层-子网掩码与子网划分

作者: wh_ | 来源:发表于2017-09-08 18:26 被阅读53次

    一、子网掩码的概念及作用

    子网掩码是一个应用于TCP/IP网络的32位二进制值,它可以屏蔽掉ip地址中的一部分,从而分离出ip地址中的网络部分与主机部分,基于子网掩码,管理员可以将网络进一步划分为若干子网。

    二、如何用子网掩码得到网络/主机地址

    既然子网掩码这么重要,那么它是如何分离出ip地址中的网络地址和主机地址的呢?

    过程如下:

                    1.将ip地址与子网掩码转换成二进制;

                    2.将二进制形式的ip地址与子网掩码做'与'运算,将答案化为十进制便得到网络地址;

                    3.将二进制形式的子网掩码取'反';

                    4.将取'反'后的子网掩码与ip地址做'与'运算,将答案化为十进制便得到主机地址。

    下面我们用一个例子给大家演示:

                       假设有一个I P 地址:192.168.0.1

                       子网掩码为:255.255.255.0

                     化为二进制为:I P 地址11000000.      10101000.     00000000.      00000001

                                                子网掩码11111111.    11111111.     11111111.      00000000

                           将两者做'与'运算得:11000000.     10101000.     00000000.      00000000

    将其化为十进制得:192.168.0.0

    这便是上面ip的网络地址,主机地址以此类推。

    小技巧:由于观察到上面的子网掩码为C类地址的默认子网掩码(即未划分子网),便可直接看出网络地址为ip地址的前三部分,即前三个字节。

    解惑:

    什么?你还是不懂?问我为什么要做'与'运算而不是别的?其实你仔细观察一下上面的例子就应该能明白。

    '1'在做'与'运算时,不影响结果,'0'在做'与'运算时,将得到0,利用'与'的这个特性,当管理员设置子网掩码时,即将子网掩码上与网络地址所对应的位都设为'1',其他位都设为'0',那么当作'与'时,ip地址中的网络号将被保留到结果中,而主机号将被置0,这样就解析出了网络号,解析主机号也一样,只需先把子网掩码取'反',在做'与'。

    三、如何划分子网及确定子网掩码

    在动手划分之前,一定要考虑网络目前的需求和将来的需求计划。

    划分子网主要从以下方面考虑:

    1.网络中物理段的数量(即要划分的子网数量)

    2.每个物理段的主机的数量

    确定子网掩码的步骤:

    第一步:确定物理网段的数量,并将其转换为二进制数,并确定位数n。如:你需要6个子网,6的二进制值为110,共3位,即n=3;

    第二步:按照你ip地址的类型写出其缺省子网掩码。如C类,则缺省子网掩码为11111111.11111111.11111111.00000000;

    第三步:将子网掩码中与主机号的前n位对应的位置置1,其余位置置0。若n=3且为

    C类地址:则得到子网掩码为11111111.11111111.11111111.11100000化为十进制得到255.255.255.224

    B类地址:则得到子网掩码为11111111.11111111.11100000.00000000化为十进制得到255.255.224.0

    A类地址:则得到子网掩码为11111111.11100000.00000000.00000000化为十进制得到255.224.0.0

    另:由于网络被划分为6个子网,占用了主机号的前3位,若是C类地址,则主机号只能用5位来表示主机号,因此每个子网内的主机数量=(2的5次方)-2=30,6个子网总共所能标识的主机数将小于254,这点请大家注意!

    解惑:

    1.你可能有这样的疑问,比如在上面的例子里,6的二进制值为110,那么为什么要将子网掩码中与主机号的前n位对应的位置都置1,而不是用6的二进制110去替代前n位呢?

    呵呵,这个问题提的很好,答案是这样的:我们计算子网掩码的目的是什么?就是希望它在做'与'的时候能够解析出网络号,也就是说它与网络号所对应的位置都应该是1(当然包括与子网号所对应的位置),那么很显然,你写上110是不对的,如果你这么写,那么它的意义是主机号的前两位作为子网号,那么这样将最多划分2个子网(不明白没关系,下面有计算子网数量的方法),与我们当初所要划分的6个子网显然是不一致的。这样解释你能明白马?

    2.细心的人可能会发现,划分4个子网,5个子网和6个子网的子网掩码是一样的,同为255.255.255.224,是不是错了呢?三个子网掩码应该不同呀?呵呵,是这样的,因为4,5,6的二进制值都是3为,因此在子网掩码中这三位都置1,划分是没有问题的,只是你的理解上有一点小小的问题,划分为4个子网,其实可以理解为划分为6个子网,但你只使用了其中的4个。比如你想划分8个子网,与划分14个子网所得到的子网掩码是一样的,都占用了4位作为子网号。

    四、相关判断方法

    1)如何判断是否做了子网划分?

    这个问题很简单,如果它使用了缺省子网掩码,那么表示没有作子网划分;反之,则一定作了子网划分。

    2)如何计算子网地址?

    还是老办法,将ip地址与子网掩码的二进制形式做'与',得到的结果即为子网地址。

    3)如何计算主机地址?

    这个也不用说了吧,先将子网掩码的二进制取'反',再与ip地址做'与'。

    4)如何计算子网数量?

    这个问题大家会常常提到,还是从子网掩码入手,主要有两个步骤:

    1.观察子网掩码的二进制形式,确定作为子网号的位数n;

    2.子网数量为2的n次方-2。(为什么减2,呵呵,往下看)

    举个例子来说,比如有这样一个子网掩码:255.255.255.224其二进制为:

    11111111.11111111.11111111.11100000可见n=3,2的3次方为8,说明子网地址可能有

    如下8种情况:

    000

    001

    010

    011

    100

    101

    110

    111

    但其中代表网络自身的000;代表广播地址的111是被保留的,所以要减2,明白了吗?

    5)如何计算总主机数量,子网内主机数量?

    总主机数量=子网数量×子网内主机数量

    再用一个例子给大家说明,比如子网掩码为255.255.255.224

    上面的讨论知道它最多可以划分6个子网,那么每个子网内最多有多少个主机呢?其实上面我已经给大家算过了,由于网络被划分为6个子网,占用了主机号的前3位,且是C类地址,则主机号只能用5位来表示主机号,因此子网内的主机数量=(2的5次方)-2=30.

    因此通过这个子网掩码我们可以算出这个网络最多可以标识6*30=180个主机(可见,在化分子网后,整个网络所能标识的主机数量将减少)。

    6)计算ip地址范围

    通过一个自定义子网掩码,我们可以得到这个网络所有可能的ip地址范围。

    具体步骤:

    1.写出二进制子网地址;

    2.将子网地址化为十进制;

    3.计算子网所能容纳主机数;

    4.得出ip范围(起始地址:子网地址+1;终止地址:子网地址+主机数)

    假设一个子网掩码为:255.255.255.224,可知其最多可以划分6个子网,子网内主机数为30,那么所有可能的ip地址及计算流程如下:

    子网--子网地址(二进制)--------子网地址-----实际ip范围

    1号-11001010.01110000.00001010.00100000-202.112.10.32-202.112.10.33-202.112.10.62

    2号-11001010.01110000.00001010.01000000-202.112.10.64-202.112.10.65-202.112.10.94

    3号-11001010.01110000.00001010.01100000-202.112.10.96-202.112.10.97-202.112.10.126

    4号-11001010.01110000.00001010.10000000-202.112.10.128-202.112.10.129-202.112.10.158

    5号-11001010.01110000.00001010.10100000-202.112.10.160-202.112.10.161-202.112.10.190

    6号-11001010.01110000.00001010.11000000-202.112.10.192-202.112.10.193-202.112.10.222

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