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子网划分详解与子网划分实例精析

#子网划分理论基础

##为什么进行子网划分

减少网络流量,无论什么样的流量,我们都希望它少些,网络流量亦如此。如果没有可信赖的路由器,网络流量可能导致整个网络停顿,但有了路由器后,大部分流量都将呆在本地网络内,只有前往其他网络的分组将穿越路由器。路由器增加广播域,广播域越多,每个广播轻松划分子网域就越小,而每个网段的网络流量也越少。


优化网络性能,这是减少网络流量的结果。


简化管理,与庞大的网络相比,在一系列相连的小网络中找出并隔离网络问题更容易。


有助于覆盖大型地理区域,WAN链路比LAN链路的速度慢得多,且更昂贵;单个大跨度的大型网络在前面说的各个方面都可能出现问题,而将多个小网络连接起来可提高系统的效率。

##明确需求

我们创建子网的时候,一定是根据一定的要求创建的,这个要求就是我们实际的网络需求。一般我们按如下步骤来明确我们的网络需求:

(1)确定需要的网络ID数:


每个LAN子网一个;


每条广域网连接一个。


(2)确定每个子网所需的主机数:


每个TCPIIP主机一个;

每个路由器接口一个。

(3)根据上述需求,确定如下内容:


一个用于整个网络的子网掩码;


每个物理网段的唯一子网ID;


每个子网的主机范围。

##知识点


ip地址:我们需要知道网络地址分为A,B,C三类,并且知道ip地址是由网段号(net_id)+主机号(host_id)组成的.想要详细了解ip地址可以参考我这篇博文:为什么百度查到的ip和ipconfig查到的不一样;详解公网Ip和私网ip;详解网络分类ABC;


子网掩码:要让子网划分方案管用,网络中的每台机器都必须知道主机地址的哪部分为子网地址,这是通过给每台机器分配子网掩码实现的。子网掩码是一个长32位的值,让IP分组的接收方能够将IP地址的网络ID部分和主机ID部分区分开来。网络管理员创建由1和0组成的32位子网掩码,其中的1表示lP地址的相应部分为网络地址或子网地址。


**并非所有网络都需要子网,这意味着网络可使用默认子网掩码。这相当于说IP地址不包含子网地址。下表列出了A类、B类和C类网络的默认子网掩码。 **

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CIDR:( Classless Inter-Domain Routing,元类域间路由选择).我们需要了解这种网络表示法。形式如:192.168.10.32/28。前面的数字是我们的网络地址,后面的28表示用28位来表示网络位,用32-28=4位来表示主机位。通过这种记法,我们能明确两个信息:

网络地址:192.168.10.32

子网掩码:255.255.255.240


通过下表我们能明确子网掩码和斜杠表示法之间的关系

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其中/8-/15只能用于A类网络,/16-/23可用于A类和B类网络,而/24-/30可用于A类、B类和C类网络。这就是大多数公司都使用A类网络地址的一大原因,因为它们可使用所有的子网掩码,进行网络设计时的灵活性最大。

#子网划分常见问题


选定的子网掩码将创建多少个子网?

2^x个,其中x是子网掩码借用的主机位数。如:192.168.10.32/28,我们知道C类ip的默认子网掩码为:255.255.255.0,而由上文的CIDR知识,我们了解到这个ip的实际子网掩码是:255.255.255.240。原本最后一个字节应该是0(00000000),现在却是240(11110000)。故其借用了主机位4位来充当网络位。

** 这个地方不懂的话可以结合我后面的实际案例一起来看**

每个子网可包含多少台主机?

2^y-2台,其中y是没被借用的主机位的位数。-2是因为,主机位全为0的部分是这个子网的网段号(Net_id),全为1的部分是这个网段的广播地址。

有哪些合法的子网?

算出子网的步长(增量)。一个例子是256-192 = 64,即子网掩码为192时,步长为64。从0开始不断增加剧,直到到达子网掩码值,中间的结果就是子网,即0、64、128和192,

每个子网的广播地址是什么?

主机位全为1就是该子网的广播地址。一般我们这样计算:广播地址总是下一个子网前面的数.前面确定了子网为0、64、128和192,例如,子网0的广播地址为63,因为下一个子网为64;子网64的广播地址为127,因为下一个子网为128,以此类推。请记住,最后一个子网的广播地址总是255

每个子网可包含哪些主机地址?

合法的主机地址位于两个子网之间,但全为0和全为1的地址除外。例如,如果子网号(网段号)为64,而广播地址为127,则合法的主机地址范围为65-126,即子网地址和广播地址之间的数字。

#子网划分实例精析

##C类子网划分实例分析

首先我们要知道C类可使用的全部子网掩码:

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###已知网络地址和子网掩码,求子网划分结果

案例一:

255.255.255.128 (/25)

128的二进制表示为10000000,只有1位用于定义子网,余下7位用于定义主机。这里将对C类网络192.168.10.0进行子网划分。

网络地址=192.168.10.0

子网掩码=255.255.255.128

回答五大问题:

多少个子网?

在128( 10000000 )中,取值为1的位数为1,借用了一位主机位,因此答案为2^1=2。

每个子网多少台主机?

有7个主机位取值为o( 10000000),还剩下7位主机位,因此答案是2^7-2= 126台主机。

有哪些合法的子网?

256 -128 = 128。也就是子网的增量是128.因此子网为0和128

每个子网的广播地址是什么?

在下一个子网之前的数字中,所有主机位的取值都为1,是当前子网的广播地址。对于子网0,下一个子网为128,因此其广播地址为127

每个子网包含哪些合法的主机地址?

合法的主机地址为子网地址和广播地址之间的数字。要确定主机地址,最简单的方法是写出子网地址和广播地址,这样合法的主机地址就显而易见了。

下面我分别用图表和图画来表示该子网划分,以希望大家能有一个更深刻的理解。

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案例二:

255.255.255.192 (/26)

在第二个示例中,我们将使用子网掩码255.255.255.192对网络192.168.10.0进行子网划分。

网络地址=192.168.10.0

子网掩码=255.255.255.192

下面来回答五大问题

多少个子网?

在192(11000000)中,取值为1的位数为2,因此答案为2^2=4个子网。

每个子网多少台主机?有6个主机位的取值为o(11000000),因此答案是2^6-2=62台主机。

有哪些合法的子网?

256 -192 = 64。所以子网的步长[增量]为64,因此子网为0、64、128和192

每个子网的广播地址是什么?

在下一个子网之前的数字中,所有主机位的取值都为1,是当前子网的广播地址。对于子网0,下一个子网为64,因此其广播地址为63。以此类推。

合法的主机地址有哪些?

合法的主机地址为子网地址和广播地址之间的数字。要确定主机地址,最简单的方法是写出子网地址和广播地址,这样合法的主机地址就显而易见了。

下面我分别使用图表和图画来更形象的展示这五大问题的答案。

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案例三:

从这个案例开始,我不再一一回答这五大问题,大部分的思考是重复的,我只给出问题和图表类型的答案。

255.255.255.224 (/27)

这次我们将使用子网掩码255.255.255.224对网络192.168.10.0进行子网划分。

网络地址=192.168.10.0

子网掩码=255.255.255.224

下表是图表类型的子网划分结果

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案例四:
255.255.255.240 (/28)
再来看一个示例:
网络地址=192.168.10.0
子网掩码=255.255.255.240
子网划分结果:

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案例五:
255.255.255.248 (/29)
继续练习:
网络地址=192.168.10.0
子网掩码=255.255.255.248
子网划分结果:

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###已知IP地址和子网掩码求子网划分

**案例1: **

已知ip地址=192.168.10.33 ,子网掩码=255.255.255.224,求该网络的子网划分。


求出子网增量:

由于子网掩码是224,所以子网步长为256-224=32

求有哪些合法子网:

由上文知道,子网的步长为32.因此子网为0、32、64等等

求出该Ip地址对应的子网号。

因为主机地址33位于子网32和64之间,因此属于子网192.168.10.32

求该子网对应的广播地址:

下一个子网为64,因此子网32的广播地址为63(广播地址总是下一个子网之前的数字)。

求合法的主机地址范围:

33~62(子网和广播地址之间的数字)。

**案例2: **

ip地址=192.168.10.174

子网掩码=255.255.255.240.合法的主机地址范围是多少呢?

解答:子网掩码为240,因此将256减去240,结果为16,这是子网增量。要确定所属的子网,只需从零开始不断增加16,并在超过主机地址174后停止:0、16、32、48、64、80、96、112、128、144、160、176等。主机地址174位于160和176之间,因此所属的子网为160。广播地址为175,合法的主机地址范围为161~174。

案例3:

ip地址=192.168.10.17

子网掩码=255.255.255.252 该IP地址属于哪个子网?该子网的广播地址是什么?

解答:256 -252= 4,因此子网为0、4、8、12、16、20等(除非专门指出,否则总是从0开始)。主机地址17位于子网16和20之间,因此属于子网192.168.10.16,而该子网的广播地址为19,合法的主机地址范围为17-18。

##B类地址子网划分实例

B类地址可使用的CIDR地址表:

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注意:在B类地址中,有16位可用于主机地址。这意昧着最多可将其中的14位用于子网划分,因为至少需要保留2位用于主机编址。使用/16意味着不对B类网络进行子网划分,但它是一个可使用的子网掩码。

###已知网络地址和子网掩码求子网划分

案例1:

255.255.128.0 (/17)

网络地址=172.16.0.0

子网掩码=255.255.128.0


多少个子网?

2^1 =2 (与C类网络相同)借用了一位主机位。

每个子网多少台主机?

2^15 -2 = 32766 (主机位一共15位,第三个字节7位,第四个字节8位)。

有哪些合法的子网?

256 -128 = 128,因此子网为0和128。鉴于子网划分是在第三个字节中进行的,因此子网号实际上为0.0和128.0

每个子网的广播地址是什么?(跟C类相同,广播地址总是下一个子网前面的数)

合法的主机地址是什么?(子网号与广播地址之间的地址就是合法的主机地址)

用图表来表示出上面的参数

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案例2:

255.255.255.128 (/25)

这是一个非常难但是却十分适合生产环境的子网划分组合

网络地址=172.16.0.0

子网掩码=255.255.255.128


多少个子网?

2^9=512。一共借用了9个主机位

每个子网多少台主机?

2^7-2 = 126。 还有16-9=7位主机位

有哪些合法的子网?

这是比较棘手的部分。这个地方的子网增量应该是 256-255=1,因此第三个字节的可能取值为0、1 、2、3…255;但别忘了,第四个字节还有一个子网位。还记得前面如何在C类网络中处理只有一个子网位的情况吗?这里的处理方式相同。也就是说第三个字节的每个取值都有0和128这两种情况。例如,如果第三个字节的取值为3,则对应的两个子网为3.0和3.128。因此总共有512个子网。

每个子网的广播地址是什么?(下一个子网地址的前一位)

合法的主机地址是什么?(介于子网地址和该子网的广播地址之间的就是主机地址)

下面用图表列出这个例子的子网划分结果:

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###已知ip地址和子网掩码求子网划分


当使用cidr表示子网划分,网络位的位数>24时,比如/25,/27.我们只需要考虑第四个字节。<=24时,我们只需要考虑第三个字节,因为第四个字节的主机位并没有被借用,并没有参与到子网划分。


问题:172.16.10.33/27属于哪个子网?该子网的广播地址是多少?

答案:这里只需考虑第四个字节。256-224=32,故第四个字节的变化为0、32、64…。33位于32和64之间,但子网号还有一部分位于第三个字节,因此

答案是该地址位于子网10.32中。由于下一个子网为10.64,该子网的广播地址为172.16.10.63


问题:IP地址=172.16.66.10;子网掩码=255.255.192.0(/18)属于哪个子网?该子网的广播地址是多少?

答案:这里需要考虑的是第三个字节,而不是第四个字节。256-192=64,因此子网为0.0、64.0、128.0等。所属的子网为172.16.64.0。由于下一个子网为128.0,该子网的广播地址为172.16.127.255。


问题:IP地址=172.16.50.10;子网掩码=255.255.224.0(/19)属于哪个子网?该子网的广播地址是多少?

答案:只需要考虑第三个字节。256-224=32,因此子网为0.0、32.0、64.0等(所属的子网为172.16.32.0,因而其广播地址为172.16.63.255,因为下一个子网为64.0。


问题:IP地址=172.16.45.14;子网掩码=255.255.255.252(/30)属于哪个子网?该子网的广播地址是多少?

答案:这里需要考虑哪个字节呢?第四个。256-252=4,因此子网为0、4、8、12、16等。所属的子网为172.16.45.12,而该子网的广播地址为172.16.45.15,因为下一个子网为172.16.45.16。

##A类子网划分实例

A类网络的子网划分与B类和C类网络没有什么不同,但需要处理的是24位,而B类和C类网络中需处理的分别是16位和8位。

可用于A类的所有子网掩码:

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###已知网络地址和子网掩码求子网划分

案例1:

255.255.240.0(/20)

网络地址=10.0.0.0

子网掩码=255.255.240.0(/20)时,12位用于子网划分,余下12位用于主机编址。


多少个子网?

2^12=4096。


每个子网的主机数?

2^12-2=4094


有哪些合法的子网?

需要考虑哪些字节?借用的主机号来自于第二和第三个字节,因此要考虑第二个和第三个字节,在第二个字节中,子网号的间隔为1;在第三个字节中,子网号为0、16、32等,因为256-240=160


每个子网的广播地址是什么?


合法的主机地址是什么?

具体划分如表中所示:

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案例2:

网络地址=10.0.0.0

子网掩码=255.255.255.192(/26)

这个例子将第二个、第三个和第四个字节用于划分子网。


多少个子网?

2^18=262144。

每个子网的主机数?

2^6-2=62。

有哪些合法的子网?

在第二个和第三个字节中,子网号间隔为1,而在第四个字节中,子网号间隔为64

每个子网的广播地址是什么?

合法的主机地址是什么?

下面只列出最后一部分的子网划分

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###已知ip地址和子网掩码求子网划分

最后一个案例:

ip地址=10.1.3.65/23

求该ip地址对应的子网以及该子网合法的主机地址和广播地址:

**回答:**首先,如果不知道/23对应的子网掩码,你就回答不了这个问题。它对应的子网掩码为255.255.254.0。这里需要注意的字节为第三个。256-254=2,因此第三个字节的子网号为0、2、4、6等。在这个问题中,主机位于子网2.0中,而下一个子网为4.0,因此该子网的广播地址为3.255。10.1.2.1~10.1.3.254中的任何地址都是该子网中合法的主机地址。

#小结

所有的子网划分都是基于C类作为基础的,如果我们能够突破c类这个难关就一定能看明白子网划分。另外,该博文当中大量实例来自于《CCNA学习指南一书》,如果有想深入了解计算机网络的同学可以下载此书:CCNA学习指南下载地址

本文标题:子网划分详解与子网划分实例精析
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