1.2.5子网划分

划分子网2019/10/131划分子网VLSM2019/10/132子网划分概念划分子网：就是把一个网络划分成几个较小的子网，而每一个子网都有自己的子网地址。也就是把单一的IP网络划分为几个物理网络。2019/10/133子网划分的意义IP地址危机世界上可用的IP地址已经出现了短缺趋势。事实上，如果每个机构或者团体都使用完整的A、B或C类地址来访问Internet的话，那么在IP网络地址耗尽前只不到1700万个网段能被分配到唯一地址，在这个过程中还将浪费掉一些主机地址。例如：一个具有256台主机的小机构拥有一个完整的B类地址，那么这个B类地址中有多于65000个主机将得不到使用。2019/10/134为什么要做子网划分易于网络管理：小的网络易于管理，大型网络按其中各主机的工作联系或地理位置划分成一些小的网络更易于管理。提高地址利用率：A类、B类网络地址空间太大，一个网络不可能用完所有地址，为了有效利用地址空间，有必要把它们分配给更多较小的网络使用。提高网络性能：通过划分成不同的物理网络，使得网络通讯量尽可能局部化，减少广播风暴的出现。提高安全性：通过子网来隔离网络或对于特殊要求独立组网。减少Internet核心路由数目：所有子网对外只有一个网络号，子网对网外都是不可见的，只有子网内部的路由才知道子网划分。2019/10/135子网编址子网编址的途径：在一个网络ID下，把主机ID再细分为子网ID和主机ID。网络前缀主机号网络前缀子网号主机号二级网络层次三级网络层次子网地址层次结构可以看到：为子网ID保留的位数越多，则该网络可以划分成的子网就越多，则相应的每个子网可允许的主机就越少。2019/10/136子网掩码（SubnetMask）通过IP地址可以得到一些网络信息，例如通过IP地址的第一位（点分十进制）可以判断该地址是A类、B类还是C类网络。可是仅凭这些是不够的，是模糊的……例如该地址所在网络划分了子网吗？如何划分的？例如从源地址发送信息到目的地址，就必须知道源地址和目的地址是否在同一网络?随着子网的出现，不再根据IP地址类的定义来决定IP地址中的网络地址，而是根据子网掩码。2019/10/137子网掩码（SubnetMask）网络ID划分和主机ID划分是通过给子网中的每台主机指定子网掩码来实现的子网掩码的功能：指定网络ID和主机ID的分界子网掩码的设置：对应于网络地址的所有位都设为1，而对应于主机地址的所有位都设为02019/10/138子网掩码（SubnetMask）--实例1IP地址10101100（172）00011001（25）00010000（16）00110011（51）子网掩码11111111（255）11111111（255）00000000（0）00000000（0）网络ID10101100（172）00011001（25）主机ID00010000（16）00110011（51）→单一的B类网络，子网掩码没有屏蔽出子网结构。该子网掩码为默认的子网掩码。2019/10/139子网掩码（SubnetMask）--实例2IP地址10101100（172）00011001（25）00010000（16）00110011（51）子网掩码11111111（255）11111111（255）11111111（255）00000000（0）网络ID10101100（172）00011001（25）00010000（16）主机ID00110011（51）→在B类网络中，子网掩码屏蔽出子网结构。该子网掩码在原来默认的子网掩码基础上多了8位。这样可以配置的子网数目为255，每个子网有254台主机（全1为广播）子网ID和主机ID不一定要在8位组之间，但主机ID至少要占2个比特（最少一个子网也要含有2个主机）。见下例2019/10/1310子网掩码（SubnetMask）--实例3IP地址10101100（172）00011001（25）00010000（16）00110011（51）子网掩码11111111（255）11111111（255）11100000（240）00000000（0）网络ID10101100（172）00011001（25）000主机ID00010000（16）00110011（51）→主机ID中的前一个8位组的头三个比特用于子网ID，后面13个ID为主机ID，这样可以配置8（23）个子网。2019/10/1311子网掩码（SubnetMask）--实例3子网的ID分别为：00000000（0）00100000（32）01000000（64）01100000（96）10000000（128）10100000（156）11000000（192）11100000（224）但早期一般只有6个有用，全0和全1不使用。2019/10/1312子网掩码（SubnetMask）--实例3按照早期标准RFC-950，全零和全1的子网ID是被禁止的，主要原因是早期的路由协议RIPV1不能携带掩码或者网络ID的长度，因此不能区分一些情况：例如全零时：A)11000001.00000001.00000001.00000000(193.1.1.0)C类网络B)11000001.00000001.00000001.XXX00000(ID前3个比特为子网ID)当路由时A)(192.1.1.0/24)→24表示子网掩码中1的个数B)(192.1.1.0/27)→27表示子网掩码中1的个数当网络前缀不知时(早期路由协议不能携带子网掩码)，两者无法区别2019/10/1313子网掩码（SubnetMask）--实例3目前RIPV2和OSPE都是可以携带扩展网络前缀的，因此可以对上述情况进行区分。实际上，目前的路由器生产商一般都支持识别网络前缀，能很好区分不同子网和全网。但是早期的网络由于带宽非常小，为了节省带宽，路由协议中并未携带子网掩码信息，例如RIPV12019/10/1314子网判断当两个主机进行通信时，IP可以通过子网掩码来判断原主机和目标主机是否处于同一子网，从而决定是否要转给路由器。方法：分别把源IP地址和目标IP地址与各自的子网掩码进行“逻辑位与”运算。如果得到的网络ID值相同，则认为两个主机是在同一个子网，而无须路由。如果得到的网络ID值不同，则认为两者不在同一个子网，而需要把数据转发给默认网关。同一子网的主机必须配置相同的子网掩码。子网掩码错误将导致错误的数据发送或者接收的路径。2019/10/1315错误子网掩码—示例主机3向主机4发送数据，是否能成功传输？2019/10/1316默认掩码类二进制表示的掩码点分十进制表示的掩码A11111111.00000000.00000000.00000000255.0.0.0B11111111.11111111.00000000.00000000255.255.0.0C11111111.11111111.11111111.00000000255.255.255.0应当注意：每一类掩码中1的数目和Net-id的位数目一样多，而掩码中0的数目和Host-id的位数一样多。换言之，当掩码和一个地址进行AND操作时，地址的Net-id保持不变而Host-id变为02019/10/1317子网掩码我们知道只有3种子网掩码，分别是A类、B类和C类地址的掩码。但是出现子网划分后，子网掩码就比较复杂。1.连续子网掩码和不连续子网掩码使用掩码初期使用不连续子网掩码，不连续子网掩码是并非一串1后面跟着一串0，而是1和0混杂在一起。目前一般都使用连续的掩码（一串1后面跟着一串0）2019/10/1318子网掩码---找出子网地址（续）一般有两种方式直接方法和快捷方法直接方法：使用二进制的地址与掩码(AND)例题1：若目的地址是200.45.34.56而子网掩码是255.255.240.0，求子网地址。解：对两者进行AND操作地址：11001000001011010010001000111000子网掩码：11111111111111111111000000000000子网地址：11001000001011010010000000000000子网地址是200.45.32.02019/10/1319子网掩码---找出子网地址（续）快捷方法：若子网掩码是连续的，我们可以使用快捷方法。（三个规则）1）若掩码字节是255，复制该字节到地址中2）若掩码字节是0，在地址中用0代替该字节3）掩码既不是0也不是255，则使用AND运算例题2：若目的地址是19.30.80.5，而掩码是255.255.192.0，试求子网地址。解：由上述规则，掩码中第一、二位是255，最后一位是0，第三位既不是0也不是255。所以初步得到子网地址为19.30.X.02019/10/1320子网掩码---找出子网地址80：01010000192：1100000064：01000000AND总上说述：应该得到子网地址为:19.30.64.02019/10/1321子网掩码---默认掩码和子网掩码在默认掩码中，1的个数都是事先确定的（8，16，24）；在子网掩码中，1的个数要比对应的默认掩码中1的个数多。子网掩码要把默认掩码右边的0变成1，以得到更多的子网。例：区别一个B类网络默认掩码和子网掩码11111111111111110000000000000000默认掩码子网掩码1111111111111111111000000000000313255.255.0.0255.255.224.02019/10/1322子网掩码---子网数计算子网掩码时给默认掩码增加的1的个数，就可以找出子网数。例如：若目的地址是19.30.80.5，子网掩码是255.255.192.0，求子网个数？1111111111111111110000000000000000首先由19得知是A类网络，默认掩码为一个255可以知道额外1的个数为10，所以子网数为2102019/10/1323子网掩码---每个子网的地址数计算子网掩码中的0的个数就可以找出每一个子网的地址数。例如：若目的地址是19.30.80.5，子网掩码是255.255.192.0，求每个子网的地址个数？11111111111111111100000000000000可以知道0的个数为14，所以子网对应地址数为2142019/10/1324划分子网的特殊地址在划分子网时，每一个子网都有两个地址都要添加到特殊地址清单中。每个子网的第一个地址（Host-id为全0）是子网地址。每个子网最后一个地址（Host-id为全1）保留在子网内进行广播之用。2019/10/1325子网划分的一般步骤确定所需子网的数目确定每个子网的最大主机数目定义一个能满足上述要求的子网掩码确定每个子网的网络ID确定每个子网上所能使用的主机ID范围其中的关键子网掩码的确定，需要将多少的主机地址用于子网ID。这取决于第一、第二步正确的分析需求。2019/10/1326子网分层递阶划分2019/10/1327子网划分---决定子网数设计的第一步应该确定这个机构需要的子网数根据部门、机构、主机数……为了便于掩码运算，一般子网数为2的若干次方（0，2，4，8，16……）注意：子网数必须是2n（n=0、1……）2019/10/1328子网划分---找出子网掩码1）找出默认掩码中的1的个数2）找出定义子网1的个数3）把步骤1和步骤2的1的个数相加4）找出0的个数，它等于32减去步骤3得出的1的个数2019/10/1329子网划分---找出每个子网的地址范围寻找地址范围的方法有两种1）从第一个子网开始（加）2）从最后一个子网开始（减）2019/10/1330子网划分---实例1某个公司分到的地址201.70.64.0（C类）。该公司需要六个子网。如何设计该子网？第一步从201知道是C类地址，默认掩