子網(wǎng)劃分

詞語解釋

子網(wǎng)劃分是指將一個大的網(wǎng)絡劃分成多個小的子網(wǎng)，每個子網(wǎng)都有自己的網(wǎng)絡地址，可以獨立管理和控制。在通信中，子網(wǎng)劃分可以幫助網(wǎng)絡管理員更有效地管理網(wǎng)絡，提高網(wǎng)絡的性能和安全性。首先，子網(wǎng)劃分可以幫助網(wǎng)絡管理員更好地管理網(wǎng)絡。在一個大的網(wǎng)絡中，所有的設備都處于同一個子網(wǎng)中，這樣就會導致網(wǎng)絡管理變得非常復雜。而將網(wǎng)絡劃分成多個子網(wǎng)，每個子網(wǎng)都有自己的網(wǎng)絡地址，可以根據(jù)需要將設備分配到不同的子網(wǎng)中，從而簡化網(wǎng)絡管理。例如，可以將服務器和用戶設備分配到不同的子網(wǎng)中，這樣就可以更有效地管理服務器和用戶的網(wǎng)絡流量，提高網(wǎng)絡的性能。其次，子網(wǎng)劃分可以提高網(wǎng)絡的性能。在一個大的網(wǎng)絡中，所有的設備都處于同一個子網(wǎng)中，會導致網(wǎng)絡擁堵和數(shù)據(jù)傳輸速度變慢。而將網(wǎng)絡劃分成多個子網(wǎng)，可以減少廣播域，從而降低網(wǎng)絡擁堵的可能性。此外，子網(wǎng)劃分還可以根據(jù)不同的網(wǎng)絡需求，為不同的子網(wǎng)設置不同的帶寬，從而提高網(wǎng)絡的傳輸速度。最后，子網(wǎng)劃分可以提高網(wǎng)絡的安全性。在一個大的網(wǎng)絡中，所有的設備都處于同一個子網(wǎng)中，會增加網(wǎng)絡受到攻擊的風險。而將網(wǎng)絡劃分成多個子網(wǎng)，可以將不同的設備分配到不同的子網(wǎng)中，從而限制不同子網(wǎng)之間的通信，防止攻擊者通過網(wǎng)絡中的一個設備入侵整個網(wǎng)絡。此外，子網(wǎng)劃分還可以為每個子網(wǎng)設置不同的安全策略，從而提高網(wǎng)絡的安全性。總的來說，子網(wǎng)劃分在通信中的應用非常廣泛，可以幫助網(wǎng)絡管理員更有效地管理網(wǎng)絡，提高網(wǎng)絡的性能和安全性。它可以根據(jù)不同的網(wǎng)絡需求，靈活地劃分網(wǎng)絡，從而滿足不同的通信需求。因此，在設計和搭建網(wǎng)絡時，子網(wǎng)劃分是一個非常重要的步驟，可以為網(wǎng)絡的穩(wěn)定運行和安全保障提供強有力的支持。

   子網(wǎng)劃分

　　Internet組織機構定義了五種IP地址，用于主機的有A、B、C三類地址。其中A類網(wǎng)絡有126個，每個A類網(wǎng)絡可能有16，777，214臺主機，它們處于同一廣播域。而在同一廣播域中有這么多結點是不可能的，網(wǎng)絡會因為廣播通信而飽和，結果造成16，777，214個地址大部分沒有分配出去，形成了浪費。而另一方面，隨著互連網(wǎng)應用的不斷擴大，IP地址資源越來越少。為了實現(xiàn)更小的廣播域并更好地利用主機地址中的每一位，可以把基于類的IP網(wǎng)絡進一步分成更小的網(wǎng)絡，每個子網(wǎng)由路由器界定并分配一個新的子網(wǎng)網(wǎng)絡地址,子網(wǎng)地址是借用基于類的網(wǎng)絡地址的主機部分創(chuàng)建的。劃分子網(wǎng)后，通過使用掩碼，把子網(wǎng)隱藏起來，使得從外部看網(wǎng)絡沒有變化，這就是子網(wǎng)掩碼。
　　
　　1. 子網(wǎng)掩碼
　　
　　RFC 950定義了子網(wǎng)掩碼的使用，子網(wǎng)掩碼是一個32位的2進制數(shù)，其對應網(wǎng)絡地址的所有位都置為1，對應于主機地址的所有位都置為0。由此可知，A類網(wǎng)絡的缺省的子網(wǎng)掩碼是255.0.0.0，B類網(wǎng)絡的缺省的子網(wǎng)掩碼是255.255.0.0，C類網(wǎng)絡的缺省的子網(wǎng)掩碼是255.255.255.0。將子網(wǎng)掩碼和IP地址按位進行邏輯“與”運算，得到IP地址的網(wǎng)絡地址，剩下的部分就是主機地址，從而區(qū)分出任意IP地址中的網(wǎng)絡地址和主機地址。子網(wǎng)掩碼常用點分十進制表示，我們還可以用網(wǎng)絡前綴法表示子網(wǎng)掩碼，即“/<網(wǎng)絡地址位數(shù)>”。如138.96.0.0/16表示B類網(wǎng)絡138.96.0.0的子網(wǎng)掩碼為255.255.0.0。
　　
　　子網(wǎng)掩碼告知路由器，地址的哪一部分是網(wǎng)絡地址，哪一部分是主機地址，使路由器正確判斷任意IP地址是否是本網(wǎng)段的，從而正確地進行路由。例如，有兩臺主機，主機一的IP地址為222.21.160.6，子網(wǎng)掩碼為255.255.255.192，主機二的IP地址為222.21.160.73，子網(wǎng)掩碼為255.255.255.192。現(xiàn)在主機一要給主機二發(fā)送數(shù)據(jù)，先要判斷兩個主機是否在同一網(wǎng)段。
　　
　　主機一
　　
　　222.21.160.6即：11011110.00010101.10100000.00000110
　　
　　255.255.255.192即：11111111.11111111.11111111.11000000
　　
　　按位邏輯與運算結果為： 11011110.00010101.10100000.00000000
　　
　　主機二
　　
　　222.21.160.73 即：11011110.00010101.10100000.01001001
　　
　　255.255.255.192即：11111111.11111111.11111111.11000000
　　
　　按位邏輯與運算結果為：11011110.00010101.10100000.01000000
　　
　　兩個結果不同，也就是說，兩臺主機不在同一網(wǎng)絡，數(shù)據(jù)需先發(fā)送給默認網(wǎng)關，然后再發(fā)送給主機二所在網(wǎng)絡。那么，假如主機二的子網(wǎng)掩碼誤設為255.255.255.128，會發(fā)生什么情況呢？
　　
　　讓我們將主機二的IP地址與錯誤的子網(wǎng)掩碼相“與”：
　　
　　222.21.160.73 即：11011110.00010101.10100000.01001001
　　
　　255.255.255.128即：11111111.11111111.11111111.10000000
　　
　　結果為 11011110.00010101.10100000.00000000
　　
　　這個結果與主機的網(wǎng)絡地址相同，主機與主機二將被認為處于同一網(wǎng)絡中，數(shù)據(jù)不再發(fā)送給默認網(wǎng)關，而是直接在本網(wǎng)內(nèi)傳送。由于兩臺主機實際并不在同一網(wǎng)絡中，數(shù)據(jù)包將在本子網(wǎng)內(nèi)循環(huán)，直到超時并拋棄。數(shù)據(jù)不能正確到達目的機，導致網(wǎng)絡傳輸錯誤。
　　
　　反過來，如果兩臺主機的子網(wǎng)掩碼原來都是255.255.255.128，誤將主機二的設為255.255.255.192，主機一向主機二發(fā)送數(shù)據(jù)時，由于IP地址與錯誤的子網(wǎng)掩碼相與，誤認兩臺主機處于不同網(wǎng)絡，則會將本來屬于同一子網(wǎng)內(nèi)的機器之間的通信當作是跨網(wǎng)傳輸，數(shù)據(jù)包都交給缺省網(wǎng)關處理，這樣勢必增加缺省網(wǎng)關的負擔，造成網(wǎng)絡效率下降。所以，子網(wǎng)掩碼不能任意設置，子網(wǎng)掩碼的設置關系到子網(wǎng)的劃分。
　　
　　2. 子網(wǎng)劃分與掩碼的設置
　　
　　子網(wǎng)劃分是通過借用IP地址的若干位主機位來充當子網(wǎng)地址從而將原網(wǎng)絡劃分為若干子網(wǎng)而實現(xiàn)的。劃分子網(wǎng)時，隨著子網(wǎng)地址借用主機位數(shù)的增多，子網(wǎng)的數(shù)目隨之增加，而每個子網(wǎng)中的可用主機數(shù)逐漸減少。以C類網(wǎng)絡為例，原有8位主機位，2的8次方即256個主機地址，默認子網(wǎng)掩碼255.255.255.0。借用1位主機位，產(chǎn)生2個子網(wǎng)，每個子網(wǎng)有126個主機地址；借用2位主機位，產(chǎn)生4個子網(wǎng)，每個子網(wǎng)有62個主機地址……每個網(wǎng)中，第一個IP地址（即主機部分全部為0的IP）和最后一個IP（即主機部分全部為1的IP）不能分配給主機使用，所以每個子網(wǎng)的可用IP地址數(shù)為總IP地址數(shù)量減2；根據(jù)子網(wǎng)ID借用的主機位數(shù)，我們可以計算出劃分的子網(wǎng)數(shù)、掩碼、每個子網(wǎng)主機數(shù)，列表如下：
　　
　　劃分子網(wǎng)數(shù)
　　子網(wǎng)位數(shù)
　　子網(wǎng)掩碼（二進制）
　　子網(wǎng)掩碼（十進制）
　　每個子網(wǎng)主機數(shù)
　　
　　1～2
　　1
　　11111111.11111111.11111111.10000000
　　255.255.255.128
　　126
　　
　　3～4
　　2
　　11111111.11111111.11111111.11000000
　　255.255.255.192
　　62
　　
　　5～8
　　3
　　11111111.11111111.11111111.11100000
　　255.255.255.224
　　30
　　
　　9～16
　　4
　　11111111.11111111.11111111.11110000
　　255.255.255.240
　　14
　　
　　17～32
　　5
　　11111111.11111111.11111111.11111000
　　255.255.255.248
　　6
　　
　　33～64
　　6
　　11111111.11111111.11111111.11111100
　　255.255.255.252
　　2
　　
　　
　　如上表所示的C類網(wǎng)絡中，若子網(wǎng)占用7位主機位時，主機位只剩一位，無論設為0還是1，都意味著主機位是全0或全1。由于主機位全0表示本網(wǎng)絡，全1留作廣播地址，這時子網(wǎng)實際沒有可用主機地址，所以主機位至少應保留2位。
　　
　　從上表可總結出子網(wǎng)劃分的步驟或者說子網(wǎng)掩碼的計算步驟：
　　
　　2.1 確定要劃分的子網(wǎng)數(shù)目以及每個子網(wǎng)的主機數(shù)目。
　　
　　2.2 求出子網(wǎng)數(shù)目對應二進制數(shù)的位數(shù)N及主機數(shù)目對應二進制數(shù)的位數(shù)M。
　　
　　2.3 對該IP地址的原子網(wǎng)掩碼，將其主機地址部分的前N位置 1或后M位置0 即得出該IP地址劃分子網(wǎng)后的子網(wǎng)掩碼。
　　
　　例如，對B類網(wǎng)絡135.41.0.0/16需要劃分為20個能容納200臺主機的網(wǎng)絡。因為16＜20＜32，即24＜20＜25，所以，子網(wǎng)位只須占用5位主機位就可劃分成32個子網(wǎng)，可以滿足劃分成20個子網(wǎng)的要求。B類網(wǎng)絡的默認子網(wǎng)掩碼是255.255.0.0，轉換為二進制為11111111.11111111.00000000.00000000�，F(xiàn)在子網(wǎng)又占用了5位主機位，根據(jù)子網(wǎng)掩碼的定義，劃分子網(wǎng)后的子網(wǎng)掩碼應該為11111111.11111111.11111000.00000000，轉換為十進制應該為255.255.248.0。現(xiàn)在我們再來看一看每個子網(wǎng)的主機數(shù)。子網(wǎng)中可用主機位還有11位，2的11次方＝2048，去掉主機位全0和全1的情況，還有2046個主機ID可以分配，而子網(wǎng)能容納200臺主機就能滿足需求，按照上述方式劃分子網(wǎng)，每個子網(wǎng)能容納的子網(wǎng)數(shù)目遠大于需求的主機數(shù)目，造成了IP地址資源的浪費。為了更有效地利用資源，我們也可以根據(jù)子網(wǎng)所需主機數(shù)來劃分子網(wǎng)。還以上例來說，128＜200＜256，即27＜200＜28，也就是說，在B類網(wǎng)絡的16位主機位中,保留8位主機位，其它的16－8＝8位當成子網(wǎng)位，可以將B類網(wǎng)絡138. 96.0.0劃分成256(28)個能容納256－1－1－1=253臺（去掉全0全1情況和留給路由器的地址）主機的子網(wǎng)。此時的子網(wǎng)掩碼為11111111.11111111.11111111.00000000，轉換為十進制為255.255.255.0。
　　
　　在上例中，我們分別根據(jù)子網(wǎng)數(shù)和主機數(shù)劃分了子網(wǎng)，得到了兩種不同的結果，都能滿足要求，實際上，子網(wǎng)占用5~8位主機位時所得到的子網(wǎng)都能滿足上述要求，那么，在實際工作中，應按照什么原則來決定占用幾位主機位呢？
　　
　　在劃分子網(wǎng)時，不僅要考慮目前需要，還應了解將來需要多少子網(wǎng)和主機。對子網(wǎng)掩碼使用比需要更多的主機位，可以得到更多的子網(wǎng)，節(jié)約了IP地址資源，若將來需要更多子網(wǎng)時，不用再重新分配IP地址，但每個子網(wǎng)的主機數(shù)量有限；反之，子網(wǎng)掩碼使用較少的主機位，每個子網(wǎng)的主機數(shù)量允許有更大的增長，但可用子網(wǎng)數(shù)量有限。一般來說，一個網(wǎng)絡中的節(jié)點數(shù)太多，網(wǎng)絡會因為廣播通信而飽和，所以，網(wǎng)絡中的主機數(shù)量的增長是有限的，也就是說，在條件允許的情況下，會將更多的主機位用于子網(wǎng)位。
　　
　　綜上所述,子網(wǎng)掩碼的設置關系到子網(wǎng)的劃分。子網(wǎng)掩碼設置的不同，所得到的子網(wǎng)不同，每個子網(wǎng)能容納的主機數(shù)目不同。若設置錯誤，可能導致數(shù)據(jù)傳輸錯誤。

補充:
子網(wǎng)劃分(subnetting)的優(yōu)點:

　　1.減少網(wǎng)絡流量

　　2.提高網(wǎng)絡性能

　　3.簡化管理

　　4.易于擴大地理范圍

　　How to Creat Subnets

　　如何劃分子網(wǎng)?首先要熟記2的冪:2的0次方到9次方的值分別為:1,2,4,8,16,32,64,128,256和512.還有要明白的是:子網(wǎng)劃分是借助于取走主機位,把這個取走的部分作為子網(wǎng)位.因此這個意味劃分越多的子網(wǎng),主機將越少

　　Subnet Masks

　　子網(wǎng)掩碼用于辨別IP地址中哪部分為網(wǎng)絡地址,哪部分為主機地址,有1和0組成,長32位,全為1的位代表網(wǎng)絡號.不是所有的網(wǎng)絡都需要子網(wǎng),因此就引入1個概念:默認子網(wǎng)掩碼(default subnet mask).A類IP地址的默認子網(wǎng)掩碼為255.0.0.0;B類的為255.255.0.0;C類的為255.255.255.0

　　Classless Inter-Domain Routing(CIDR)

　　CIDR叫做無類域間路由,ISP常用這樣的方法給客戶分配地址,ISP提供給客戶1個塊(block size),類似這樣:192.168.10.32/28,這排數(shù)字告訴你你的子網(wǎng)掩碼是多少,/28代表多少位為1,最大/32.但是你必須知道的1點是:不管是A類還是B類還是其他類地址,最大可用的只能為30/,即保留2位給主機位

　　CIDR值:

　　1.掩碼255.0.0.0:/8(A類地址默認掩碼)

　　2.掩碼255.128.0.0:/9

　　3.掩碼255.192.0.0:/10

　　4.掩碼255.224.0.0:/11

　　5.掩碼255.240.0.0:/12

　　6.掩碼255.248.0.0:/13

　　7.掩碼255.252.0.0:/14

　　8.掩碼255.254.0.0:/15

　　9.掩碼255.255.0.0:/16(B類地址默認掩碼)

　　10.掩碼255.255.128.0:/17

　　11.掩碼255.255.192.0:/18

　　12.掩碼255.255.224.0:/19

　　13.掩碼255.255.240.0:/20

　　14.掩碼255.255.248.0:/21

　　15.掩碼255.255.252.0:/22

　　16.掩碼255.255.254.0:/23

　　17.掩碼255.255.255.0:/24(C類地址默認掩碼)

　　18.掩碼255.255.255.128:/25

　　19.掩碼255.255.255.192:/26

　　20.掩碼255.255.255.224:/27

　　21.掩碼255.255.255.240:/28

　　22.掩碼255.255.255.248:/29

　　23.掩碼255.255.255.252:/30

　　Subnetting Class A,B&C Address

　　劃分子網(wǎng)的幾個捷徑:

　　1.你所選擇的子網(wǎng)掩碼將會產(chǎn)生多少個子網(wǎng)?:2的x次方-2(x代表掩碼位,即2進制為1的部分，現(xiàn)在的網(wǎng)絡中，已經(jīng)不需要-2，已經(jīng)可以全部使用，不過需要加上相應的配置命令，例如CISCO路由器需要加上ip subnet zero命令就可以全部使用了。)

　　2.每個子網(wǎng)能有多少主機?: 2的y次方-2(y代表主機位,即2進制為0的部分)

　　3.有效子網(wǎng)是?:有效子網(wǎng)號=256-10進制的子網(wǎng)掩碼(結果叫做block size或base number)

　　4.每個子網(wǎng)的廣播地址是?:廣播地址=下個子網(wǎng)號-1

　　5.每個子網(wǎng)的有效主機分別是?:忽略子網(wǎng)內(nèi)全為0和全為1的地址剩下的就是有效主機地址.最后有效1個主機地址=下個子網(wǎng)號-2(即廣播地址-1)

　　根據(jù)上述捷徑劃分子網(wǎng)的具體實例:

　　C類地址例子:網(wǎng)絡地址192.168.10.0;子網(wǎng)掩碼255.255.255.192(/26)

　　1.子網(wǎng)數(shù)=2*2-2=2

　　2.主機數(shù)=2的6次方-2=62

　　3.有效子網(wǎng)?:block size=256-192=64;所以第一個子網(wǎng)為192.168.10.64,第二個為192.168.10.128

　　4.廣播地址:下個子網(wǎng)-1.所以2個子網(wǎng)的廣播地址分別是192.168.10.127和192.168.10.191

　　5.有效主機范圍是:第一個子網(wǎng)的主機地址是192.168.10.65到192.168.10.126;第二個是192.168.10.129到192.168.10.190

　　B類地址例子1:網(wǎng)絡地址:172.16.0.0;子網(wǎng)掩碼255.255.192.0(/18)

　　1.子網(wǎng)數(shù)=2*2-2=2

　　2.主機數(shù)=2的14次方-2=16382

　　3.有效子網(wǎng)?:block size=256-192=64;所以第一個子網(wǎng)為172.16.64.0,最后1個為172.16.128.0

　　4.廣播地址:下個子網(wǎng)-1.所以2個子網(wǎng)的廣播地址分別是172.16.127.255和172.16.191.255

　　5.有效主機范圍是:第一個子網(wǎng)的主機地址是172.16.64.1到172.16.127.254;第二個是172.16.128.1到172.16.191.254

　　B類地址例子2:網(wǎng)絡地址:172.16.0.0;子網(wǎng)掩碼255.255.255.224(/27)

　　1.子網(wǎng)數(shù)=2的11次方-2=2046(因為B類地址默認掩碼是255.255.0.0,所以網(wǎng)絡位為8+3=11)

　　2.主機數(shù)=2的5次方-2=30

　　3.有效子網(wǎng)?:block size=256-224=32;所以第一個子網(wǎng)為172.16.0.32, 最后1個為172.16.255.192

　　4.廣播地址:下個子網(wǎng)-1.所以第一個子網(wǎng)和最后1個子網(wǎng)的廣播地址分別是172.16.0.63和172.16.255.223

　　5.有效主機范圍是:第一個子網(wǎng)的主機地址是172.16.0.33到172.16.0.62;最后1個是172.16.255.193到172.16.255.222

　　Variable Length Subnet Masks(VLSM)

　　可變長子網(wǎng)掩碼(VLSM)的作用:節(jié)約IP地址空間;減少路由表大小.使用VLSM時,所采用的路由協(xié)議必須能夠支持它,這些路由協(xié)議包括RIPv2,OSPF,EIGRP和BGP. 關于更多的VLSM知識,可以去Google.com進行搜索

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子網(wǎng)劃分

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