1. 子网划分概述
1. 为什么要分割子网?
简单地将IPv4 地址分为几类(A、B 和C 类)会导致大量浪费和未充分利用。要解决此问题,请根据有类重新组织IP 地址主机号。您可以通过划分网络并将部分划分为网络号来划分不同类型和规模的网络。
2. IPv4子网划分与聚合
为了解决IPv4的缺点,提高网络划分的灵活性,两个非常重要的技术诞生了:VLSM(可变长度子网掩码)和CIDR(无类域间路由)。网络已经演变成更高效、更实用的无类别网络。有关VLSM 和CIDR 的概述,请参阅我们之前的文章:子网掩码详解。
VLSM用于划分IPv4子网,或者将一个大网络分割成多个较小的子网,而CIDR用于聚合IPv4子网。这当然主要是指路由聚合,或者说路由汇总。 CIDR允许将多个小型子网路由条目聚合为一个大型网络路由条目,从而减少路由器中的路由条目数量,提高路由效率。
2. 子网划分方法
这里描述的子网划分实际上是基于VLSM可变长度子网掩码。子网分为等长子网和变长子网。
1. VLSM子网划分的基本概念
使用VLSM进行子网划分的基本思想非常简单。将现有网段的主机位最左边的一位作为子网位,分割多个子网。
.从“主机ID”部分借用原始有类网络IPv4地址的“网络ID”部分。
.将原来属于“主机ID”部分的一些位改为“网络ID”(通常称为“子网ID”)部分。
.原“网络ID”+“子网ID”=新“网络ID”。 “子网ID”的长度决定了可以划分的子网数量。
以下示例照片:
2.全0子网和全1子网
.“全0子网”表示对应子网的“子网ID”部分全为0,即为第一个子网。
.“全1子网”表示对应子网的“子网ID”部分全为1,为最后一个子网。
.根据RFC950参考规定,子网划分后,只有n-2个子网(n为子网总数)。
.后来RFC1878参考文献规定,子网划分后可以有n个可用子网(n代表子网总数)。
RFC950参考规则:全0子网的网络地址和全1子网一个子网的广播地址与子网分割前的网络地址和广播地址冲突。 不过这个规定在后来的RFC1878规定中被废除了,现在设备基本普遍遵守RFC1878。
3、划分等长子网和变长子网
子网划分任务包括:
.确定子网掩码的长度。
. 确定子网中主机的可用地址范围(第一个可用IP 和最后一个可用IP)。
.确定网络地址(主机位全部为0)和广播地址(主机位全部为1)。未分配计算机主机。
.等长子网划分
等长子网划分是将有类网络划分为多个网络或子网。所有子网都将具有相同的子网掩码。
1. C 类网络子网划分示例
. 均匀划分为两个子网。
您想将网络192.168.0.0 255.255.255.0 分成两个子网并为每个子网写入地址信息吗?
分析:
该网络的子网掩码是/24。需要分割成两个子网,需要借用一个主机位作为子网位。
由于二进制数0和1是并列组合在一位上的,所以只有0和1两种类型,如下图所示。
0 是A 子网
1是B子网
通过向主机借用1位,子网掩码+1位由原来的255.255.255.0(/24)变为255.255.255.128(/25)。
底线:C 类网络平均分为两个子网。通过将子网掩码向右移动一位,可以将其平均分为两个子网,即2^1。
最后结果:
子网A网络地址:192.168.0.0/25,可用地址(192.168.0.1192.168.0.126),广播地址:192.168.0.127。
子网B网络地址:192.168.0.128/25,可用地址(192.168.0.129至192.168.0.254),广播地址:192.168.0.255。
均匀划分为4个子网。
同样,将网络192.168.0.0 255.255.255.0 划分为四个子网。
分析:要分割为4个子网,需要将子网掩码向右移动两位。
这样,第一和第二位就成为网络位,可以分为四个子网。
由于是二进制数0和1按两位排列的组合,所以只有00、01、10、11四种类型,如下图所示。
00是A子网
01是B子网
10是C子网
11是D子网
它向主机借用了2位,因此子网掩码+2位,从原来的255.255.255.0(/24)变为255.255.255.192(/26)。
底线:C 类网络平均分为四个子网。通过将子网掩码向右移动2 位,可以将其平均分为4 个子网,即2^2。
最后结果:
子网A网络地址:192.168.0.0/26,可用地址(192.168.0.1192.168.0.62),广播地址:192.168.0.63/26。
子网B网络地址:192.168.0.64/26,可用地址(192.168.65至192.168.0.126),广播地址:192.168.0.127。
C子网网络地址:192.168.0.128/26,可用地址(192.168.129至192.168.0.190),广播地址:192.168.0.191。
子网D网络地址:192.168.0.192/26,可用地址(192.168.193/26至192.168.0.254),广播地址:192.168.0.255。
.均匀划分为8个子网。
将C 类网络划分为八个子网,如下图所示。子网掩码必须右移3 位。
这样就可以分割出8个子网,其中主机位1、2、3为网络位。
底线:C 类网络平均分为8 个子网。通过将子网掩码向右移动3 位,可以将其均匀划分为8 个子网,即2^3。
最后结果:
子网掩码:255.255.255.224 (/27)
子网A网络地址:192.168.0.0/27,可用地址(192.168.0.1192.168.0.30),广播地址:192.168.0.31。
子网B网络地址:192.168.0.32/27,可用地址(192.168.33至192.168.0.62),广播地址:192.168.0.63。
C子网网络地址:192.168.0.64/27,可用地址(192.168.65至192.168.0.94),广播地址:192.168.0.95。
子网D网络地址:192.168.0.96/27,可用地址(192.168.97至192.168.0.126),广播地址:192.168.0.127。
E子网网络地址:192.168.0.128/27,可用地址(192.168.129至192.168.0.158),广播地址:192.168.0.159。
F子网网络地址:192.168.0.160/27,可用地址(192.168.161至192.168.0.190),广播地址:192.168.0.191。
G子网网络地址:192.168.0.192/27,可用地址(192.168.193至192.168.0.222),广播地址:192.168.0.223。
H子网网络地址:192.168.0.224/27,可用地址(192.168.225至192.168.0.254),广播地址:192.168.0.255。
2. B 类网络子网划分示例
您想要将131.107.0.0/16 分成两个子网并记下每个子网中的第一个和最后一个可用IP 地址吗?
分析:要分割成两个子网,必须借用主机位1作为子网位。
0 是A 子网
1是B子网
子网掩码+1位由原来的255.255.0.0(/16)变为255.255.128.0(/17),向主机借用1位。
底线:B 类网络平均分为两个子网。通过将子网掩码向右移动一位,可以将其平均分为两个子网,即2^1。
最后结果:
子网
网络地址:131.107.0.0/17,
可用地址(131.107.0.1 至131.107.127.254)
广播地址:131.107.127.255
B子网
网络地址:131.107.128.0/17
可用地址(131.107.128.1 至131.107.255.254)
广播地址:131.107.255.255
3. A 类网络子网划分示例
将A 类网络42.0.0.0/8 分为四个相等的子网,并为每个子网写入第一个和最后一个可用的IP 地址。
分析:要分成4个子网,我们需要借用主机位中的2个作为子网位
00是A子网
01是B子网
10是C子网
11是D子网
子网掩码+2位由原来的255.0.0.0(/8)改为255.192.0.0(/10),向主机借用2位。
底线:A 类网络平均分为四个子网。通过将子网掩码向右移动2 位,可以将其平均分为4 个子网,即2^2。
最后结果:
子网A网络地址:40.0.0.0/10,可用地址(40.0.0.1至40.63.255.254),广播地址:40.63.255.255
子网B网络地址:40.64.0.0/10,可用地址(40.64.0.1至40.127.255.254),广播地址:40.127.255.255
C子网网络地址:40.128.0.0/10,可用地址(40.128.0.1至40.191.255.254),广播地址:40.191.255.255
子网D网络地址:40.192.0.0/10,可用地址(40.192.0.1至40.255.255.254),广播地址:40.255.255.255
二、变长子网划分
VLSM指定如何在子网划分的网络中为不同的子网使用不同的子网掩码。当您需要为网络中的不同网段使用不同大小的子网时,这非常有效。这种子网划分方法称为可变长度子网划分。
可变长度子网分割实际上是一种等长子网分割,由不同的等长子网派生出一个或多个子网。
1. 变长子网划分示例
上面的例子分割了分析结果。
子网
网络地址:192.168.10.32、255.255.255.224 (/27),可用地址(192.168.10.33 至192.168.10.62),广播地址:192.168.10.63
这相当于将一个长度相等的子网分割成八个子网之一。
B子网
网络地址:192.168.10.64、255.255.255.192 (/26),可用地址(192.168.10.65 至192.168.10.126),广播地址:192.168.10.127
这相当于将一个长度相等的子网拆分为四个子网之一。
C子网
网络地址:192.168.10.128、255.255.255.128 (/25)、可用地址(192.168.10.129 至192.168.10.254)、广播地址:192.168.10.255
这相当于将一个长度相等的子网分割成两个子网之一。
D子网
网络地址:192.168.10.0、255.255.255.252 (/30),可用地址(192.168.10.1 至192.168.10.2),广播地址:192.168.10.3
这相当于将长度相等的子网划分为64 个子网中的第一个。
E子网
网络地址:192.168.10.4、255.255.255.252 (/30),可用地址(192.168.10.5 至192.168.10.6),广播地址:192.168.10.7
这相当于将相同长度的子网拆分为64 个子网中的第二个子网。
2. 变长子网划分概述
变长子网划分规则
如果子网地址块是原网段的(1/2)^n,则子网掩码在原网段的基础上右移n位。对于不等长度的子网,子网掩码也不同。
. 点对点网络的子网掩码
每个子网都是原网络的(1/2)(1/2)(1/2)(1/2)(1/2)(1/2),即(1/2 ) ^ 6、子网掩码右移6位。
例如,11111111.11111111.11111111.11111100 被写为十进制子网掩码。这是255.255.255.252。
4. 子网划分概述及方法
1.确定子网数量
子网数量=2^n,其中n表示子网掩码向右移动的位数
例如:
要分割两个子网,子网掩码必须向右移动一位(2^1=2)。
要分割四个子网,需要将子网掩码向右移动两位(2^2=4)。
要分割8个子网,需要将子网掩码向右移动3位(2^3=8)。
.
子网数量只能划分成两倍的关系。
2.确定子网划分后的地址
每个子网地址的块大小(IP_block)=2^(8-n)
每个子网的可用地址数量(IP_num)=2^(8-n)-2
.子网网络地址=0到255,获取每个地址块的第一个值。
. 子网广播地址=下一个子网网络地址- 1。
. 子网的可用地址=从子网网络地址到子网广播地址的范围。
例如:
要分割为4 个网段(2^2),请将子网掩码右移2 位。
每个子网地址的块大小(IP_block)=2^(8-4)=64
每个子网的可用地址数量(IP_num)=2^(8-4)-2=62
每个段的值为0、64、128、192。
第一个子网
.网络地址=0
、广播地址=63
. 可用地址=1 至62
第二个子网
.网络地址=64
、广播地址=127
. 可用地址=65 至126
第三子网
.网络地址=128
、广播地址=191
. 可用地址=129 至190
第四个子网
.网络地址=192
、广播地址=255
. 可用地址=193 至254
3.确定子网掩码
分割子网掩码CIDR=原网络子网掩码CIDR + n 十进制:256-2^(8-n)
例如:
原子网掩码:255.255.255.0(/24),向右移动3位,将其分成8个子网
子网掩码将为/27, 256-2^(8-3)=256-2^5=256-32=224。
最终子网掩码结果:255.255.255.224 (/27)
如果你还是不明白,上图VLSM可变长度子网掩码对应的CIDR值应该可以帮助你理解。
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