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  • 思科子网划分
    2022-01-07 13:34:57

    1.IP地址

    1.1 IP地址概述

    IP地址(Internet Protocol Address):是指互联网协议地址,又译为网际协议地址。

    IP地址是IP协议提供的一种统一的地址格式,它为互联网上的每一个网络和每一台主机分配一个逻辑地址,以此来屏蔽物理地址的差异。

    IP地址就像是我们的家庭住址一样,如果你要写信给一个人,你就要知道他(她)的地址,这样邮递员才能把信送到。计算机发送信息就好比是邮递员,它必须知道唯一的“家庭地址”才能不至于把信送错人家。只不过我们的地址是用文字来表示的,计算机的地址用二进制数字表示。

    每台联网的PC上都必须要有IP地址,才能正常通信。

    IP地址是一个32位的二进制数,通常被分割为4个“8位二进制数”(也就是4个字节)。IP地址通常用“点分十进制”表示成(a.b.c.d)的形式,其中,a,b,c,d都是0~255之间的十进制整数。例如:123.45.67.89 , 实际上就是(01111011.00101101.01000011.01011001

    1.2 IP地址类型

    1.2.1 根据IP编址规则:

    IP地址分为5类:A、B、C、D、E

    A类:1~126网段(127网段用于回环网路的检测,所以A类一般都是1-126网段)
    可用范围:1.0.0.1-126.255.255.254
    可用主机数:2^24 - 2 个
    126.255.255.255是广播地址,不可使用。

    B类:128~191网段( 169.254网段: 如果你的主机使用了DHCP功能自动获得一个IP地址,那么当你的DHCP服务器发生故障,或响应时间太长而超出了一个系统规定的时间,Windows系统会为你分配这样一个地址。如果你发现你的主机IP地址是一个诸如此类的地址,很不幸,你的网络十有八九是不能正常运行了。)
    可用范围:128.0.0.1-191.255.255.254
    可用主机数:2^16 - 2 个
    广播地址:191.255.255.255

    C类:192-223网段
    可用范围:192.0.0.1-223.255.255.254
    可用主机数:2^8 - 2 个
    广播地址:223.255.255.255

    D类:224-239网段
    范围:224.0.0.1-239.255.255.255
    D类地址是组播地址,一般不列入可用的IP地址

    E类:240-254网段
    E类地址保留,仅作为搜索、Internet的实验和开发之用

    1.2.2 根据性质:

    IP地址分为两类:公有地址、私有地址

    我们一般所接触到的都是私有地址。

    私有地址(Private address)属于非注册地址,专门为组织机构内部使用。

    以下是常用的私有地址:
    A类 10.0.0.0–10.255.255.255
    B类 172.16.0.0–172.31.255.255
    C类 192.168.0.0–192.168.255.255

    公有地址(Public address)由Inter NIC(Internet Network Information Center因特网信息中心)负责。这些IP地址分配给注册并向Inter NIC提出申请的组织机构。通过它直接访问因特网。

    2.子网划分

    2.1 什么是子网划分

    子网划分定义:Internet组织机构定义了五种IP地址,有A、B、C三类地址。A类网络有126个,每个A类网络可能有 16777214 ( 2^16 - 2 )台主机,它们处于同一广播域。而在同一广播域中有这么多节点是不可能的,网络会因为广播通信而饱和,结果造成 16777214 个地址大部分没有分配出去。可以把基于每类的IP网络进一步分成更小的网络,每个子网由路由器界定并分配一个新的子网网络地址,子网地址是借用基于每类的网络地址的主机部分创建的。

    子网掩码:划分子网后,通过使用掩码,把子网隐藏起来,使得从外部看网络没有变化,这就是子网掩码。A类地址子网掩码默认为 255.0.0.0(/8),B类地址子网掩码默认为 255.255.0.0(/16),C类地址子网掩码默认为 255.255.255.0(/24)。

    2.2 子网划分的作用

    1. 可以节约IP地址,避免浪费
      A、B、C三类的地址范围比较大,造成IP地址浪费比较严重,为了提高IP地址的利用率,将ABC三个类别的地址在利用掩码进行再划分成更细的网段,尽量的节约IP地址的浪费!

    2. 提高网络性能

    3. 可以保证网络的安全

    4. 易于扩大地理范围,有助于覆盖大型地理区域

    2.3 如何计算网络号

    1. 将点分十进制的IP地址和子网掩码分别换算为32位的二进制数
    2. 将二进制的IP地址与子网掩码进行与运算(同1则1)
    3. 将计算出来的二进制结果再换算成点分十进制的数即可。

    例如:
    在这里插入图片描述

    2.4 地址规划

    2.4.1 子网数概念
    • 子网数用来确定默认网络分为几段.主机容量用来确定这个网段可以容纳多少台主机。
    • 子网数=2^n(n为网络位借主机位的位数);
      主机容量/块大小=2^m(m为剩余主机位数);
      有效主机容量=2^m-2(m为剩余主机的位数)(网络标识位和广播地址位是不能用于主机的IP地址的编写的);

    例如:

    192.168.1.0/28-192.168.1.15/28

    其中:

    • 192.168.1.0/28是网络号,用来标识这个网段的

    • 192.168.1.15/28是用来代表这个网段的全体主机

    那么192.168.1.0/28可以划分多少个子网呢?

    答: 192.168.1.0/28 是一个C类的地址段,其默认掩码为24,这里是28,所以用28 - 24 = 4 ,意思是向主机位借了4位,所以子网数量为:2^4 = 16 个。

    具体的16个子网段为:
    192.168.1.0/28 ~ 192.168.1.15/28
    192.168.1.16/28 ~ 192.168.1.31/28
    192.168.1.32/28 ~ 192.168.1.47/28
    192.168.1.48/28 ~ 192.168.1.63/28
    192.168.1.64/28 ~ 192.168.1.79/28
    192.168.1.80/28 ~ 192.168.1.95/28
    192.168.1.96/28 ~ 192.168.1.111/28
    192.168.1.112/28 ~ 192.168.1.127/28
    192.168.1.128/28 ~ 192.168.1.143/28
    192.168.1.144/28 ~ 192.168.1.159/28
    192.168.1.160/28 ~ 192.168.1.175/28
    192.168.1.176/28 ~ 192.168.1.191/28
    192.168.1.192/28 ~ 192.168.1.207/28
    192.168.1.208/28 ~ 192.168.1.223/28
    192.168.1.224/28 ~ 192.168.1.239/28
    192.168.1.240/28 ~ 192.168.1.255/28

    这16个子网段中,开头的是网络地址,结尾的是广播地址,中间的为可用的主机地址。

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  • 1.交换机下方的3台PC所在的网段为由一个C类网络通过子网划分出的3个子网。 2.所有的路由器通过RIP路由选择协议进行通信。 3.所有的PC的IP信息为DHCP动态获取,并且所有的DHCP服务配置在路由器4中完成。 实验内容...

    实验拓扑:

    实验目的:

    完成PC0与PC3的通信。

    实验要求:

    1.交换机下方的3台PC所在的网段为由一个C类网络通过子网划分出的3个子网。

    2.所有的路由器通过RIP路由选择协议进行通信。

    3.所有的PC的IP信息为DHCP动态获取,并且所有的DHCP服务配置在路由器4中完成。


    实验内容:

    1.首先我们先对各个网段进行划分

    我们将一个C类网络192.168.58.0进行子网划分给下方三台PC所处网段进行分配。

    由于避免子网位为全0或者全1的情况,我们取了3个子网位

    规划完成的拓扑图:


    2.给所有路由器配置IP等基础配置。

     路由器4:
    Router>enable                                                   //进入特权模式

    Router#configure terminal                                 //进入全局配置模式

    Router(config)#interface fastEthernet 0/1         //进到快速以太网口0/1

    Router(config-if)#ip address 192.168.61.1 255.255.255.0      //配置该接口IP信息

    Router(config-if)#no shutdown                                                //打开该接口

    Router(config-if)#interface fastEthernet 0/0                            //进入快速以太网口0/0

    Router(config-if)#ip address 192.168.60.1 255.255.255.0     //配置该接口IP信息

    Router(config-if)#no shutdown                                               //打开该接口

    路由器3:

    Router>en

    Router#conf t

    Router(config)#in f 0/1

    Router(config-if)#ip add 192.168.60.2 255.255.255.0

    Router(config-if)#no sh

    Router(config-if)#in f 0/0

    Router(config-if)#ip add 192.168.59.1 255.255.255.0

    Router(config-if)#no sh

    路由器0:

    Router>en

    Router#conf t

    Router(config)#in f 0/1

    Router(config-if)#ip add 192.168.59.2 255.255.255.0

    Router(config-if)#no sh

    Router(config-if)#in f 0/0

    Router(config-if)#ip add 192.168.58.33 255.255.255.224

    Router(config-if)#no sh

    路由器1:

    Router>en

    Router#conf t

    Router(config)#in f 0/1

    Router(config-if)#ip add 192.168.59.3 255.255.255.0

    Router(config-if)#no sh

    Router(config-if)#in f 0/0

    Router(config-if)#ip add 192.168.58.65 255.255.255.224

    Router(config-if)#no sh

    路由器2:

    Router>en

    Router#conf t

    Router(config)#in f 0/1

    Router(config-if)#ip add 192.168.59.4 255.255.255.0

    Router(config-if)#no sh

    Router(config-if)#in f 0/0

    Router(config-if)#ip add 192.168.58.97 255.255.255.224

    Router(config-if)#no sh

    配置完成的拓扑图实现了物理通路


     3.对路由器进行RIP配置

    路由器0:

    Router>enable                                                   //进入特权模式

    Router#configure terminal                                 //进入全局配置模式

    Router(config)#router rip                                   //进入RIP路由配置模式

    Router(config-router)#version 2                        //启用RIPv2

    Router(config-router)#network 192.168.59.0    //添加直连网段

    Router(config-router)#network 192.168.58.32  //添加直连网段

    Router(config-router)#no auto-summary           //关闭自动汇总

    RIPv2版本中,例如路由器0的一个直连网段为192.168.58.33/27,如果在RIPv2版本中开启了no auto-summary,那么RIPv2在传输这条路由的时候就会为192.168.58.32/27传出去;

    如果没有关闭auto-summary,那么就会以192.168.58.0/24的路由形式传出去。

    说直接点,auto-summary的意思就是汇总到主类边界,10.0.0.0/8或者172.16.0.0/16或者192.168.1.0/24这样的主类边界,但是如果关闭了自动汇总以后,那么就可以按照路由的掩码来发送。

    RIPv1版本中的 no auto-sunmmary 是没有意义的,即使你打上了no auto-summary也没用,因为RIPv1本来就不支持关闭自动汇总。原因在于RIPv1版本的数据包当中,没有标识掩码的字段,所以RIPv1版即使你no auto-summary也没有意义。

    借鉴于no auto summary的作用--学习笔记_zcry21cn_51CTO博客

    就是说输入no auto-summary路由器就会通过子网掩码划分网络去传输路由。

    我们再对其他路由器进行RIP配置

    路由器1:

    Router>en

    Router#conf t

    Router(config)#ro r

    Router(config-router)#ve 2

    Router(config-router)#ne 192.168.59.0    

    Router(config-router)#ne 192.168.58.64

    Router(config-router)#no au

    路由器2:

    Router>en

    Router#conf t

    Router(config)#ro r

    Router(config-router)#ve 2

    Router(config-router)#ne 192.168.59.0    

    Router(config-router)#ne 192.168.58.96

    Router(config-router)#no au

    路由器3:

    Router>en

    Router#conf t

    Router(config)#ro r

    Router(config-router)#ve 2

    Router(config-router)#ne 192.168.59.0    

    Router(config-router)#ne 192.168.60.0

    Router(config-router)#no au

    路由器4:

    Router>en

    Router#conf t

    Router(config)#ro r

    Router(config-router)#ve 2

    Router(config-router)#ne 192.168.60.0    

    Router(config-router)#ne 192.168.61.0

    Router(config-router)#no au

    现在我们再路由器0中查看路由表

    Router>enable

    Router#show ip route

    配置正确


    4.在路由器4中配置DHCP服务

    DHCP是一个局域网的网络协议, 为了更好的管理连接路由器的设备,我们可以开启路由器的DHCP服务。

    路由器4:

    Router>enable                                                   //进入特权模式

    Router#configure terminal                                 //进入全局配置模式

    Router(config)#ip dhcp pool p61                       //创建(进入)一个叫p61的DHCP池

    Router(dhcp-config)#network 192.168.61.0 255.255.255.0     //给该池子配置能分配的IP网段和子网掩码

    Router(dhcp-config)#default-router 192.168.61.1                    //给该池子配置分配的网关

     由于没有DNS服务,所以不用添加DNS(dns-server)。

    因为DHCP是局域网协议,所以我们先开启PC3DHCP

    配置正确

    接下来配置其他网段的DHCP

    Router(dhcp-config)#ip dh p p5832                      

    Router(dhcp-config)#ne 192.168.58.32 255.255.255.224

    Router(dhcp-config)#de 192.168.58.33        

    Router(dhcp-config)#ip dh p p5864                      

    Router(dhcp-config)#ne 192.168.58.64 255.255.255.224

    Router(dhcp-config)#de 192.168.58.65      

    Router(dhcp-config)#ip dh p p5896                      

    Router(dhcp-config)#ne 192.168.58.96 255.255.255.224

    Router(dhcp-config)#de 192.168.58.97

    因为是DHCP是局域网协议,当PC发送DHCP协议是通过广播的形式去寻找DHCP服务的,但是路由器是不转达发广播的,所以我们需要在其他的路由器中使用ip helper-address命令。

    帮助地址命令将广播性目的地地址改变为单点传达室送地址(或一个定向的广播即在某个子网内的本广播),使该广播消息可以被路由到一个具体的目的地而不是所有地方 使用ip helper-address address接口配置命令配置一个可能会接收到广播的接口。在该命令中address是指在转发用户数据报协议(UDP)广播时所使用的目的地。

    借鉴于Cisco ip helper-address 详解(及相关服务)_北岛七海_51CTO博客

    就是说ip helper-address命令,将该网段的DHCP广播,通过定向传输到指定的IP网段地址,再到指定的IP地址子网内进行广播寻找DHCP服务,但是我们DHCP是由路由器完成的,所以找到路由器就可以了。

    我们在路由器0,1,2进行配置。

    由于PC0发送DHCP包出网,需要经过路由器0的Fa0/0,所以我们在路由器0的Fa0/0配置ip helper-address,我们需要定向将DHCP包传输到路由器4,DHCP通过路由器4的Fa0/0到达路由器4,所以到达的目的地址为路由器4的Fa0/0接口的ip地址。

    其他PC与PC0相同的确定过程。

    路由器0:

    Router>enable                                                   //进入特权模式

    Router#configure terminal                                 //进入全局配置模式

    Router(config)#interface fastEthernet 0/0         //进到快速以太网口0/0

    Router(config-if)#ip helper-address 192.168.60.1   //通过帮助地址传输DHCP包

    路由器1:

    Router>en

    Router#conf t

    Router(config)#in f 0/0

    Router(config-if)#ip help 192.168.60.1

    路由器2:

    Router>en

    Router#conf t

    Router(config)#in f 0/0

    Router(config-if)#ip help 192.168.60.1

    我们分别开启PC0,1,2的DHCP获取IP地址。

    配置正确


     5.PC0中与PC3进行通信

    我们打开PC0的命令行界面对PC3进行Ping

    得到回复,配置正确实验完成


    本文章为自己学习总结,仅供学习参考,如有错误请指出,会进行改正!!!

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  • Cisco Packet Tracer 子网划分实验

    千次阅读 2021-12-23 13:21:13
    子网划分实验 实验一 定长子网掩码 实验目的 使用模拟仿真软件进行定长子网掩码的子网划分 实验内容 假设所分配的C类地址是218.75.230.0/24,请给下图所示的各网络分配地址块,并给出需求分析和实验结果。 ...

    子网划分实验

    实验一 定长子网掩码

    1. 实验目的

    使用模拟仿真软件进行定长子网掩码的子网划分

    1. 实验内容

    假设所分配的C类地址是218.75.230.0/24,请给下图所示的各网络分配地址块,并给出需求分析和实验结果。

    1. 实验步骤

    2. 定长子网掩码划分需求分析

    子网主机IP数量路由器接口ip数量网络地址数量广播地址数量合计地址
    161119
    22511128
    31211115
    41011113
    502114

    如上结果,子网2为最大需求子网,共需要28个地址,2^4<28<2^5
    所以主机位设置为5位,网络号为27位,子网掩码就是255.255.255.224。

    255.255.255.00000000 地址范围:218.75.230.0-218.75.230.31

    255.255.255.00100000 地址范围:218.75.230.32-218.75.230.63

    255.255.255.01000000 地址范围:218.75.230.64-218.75.230.95

    255.255.255.01100000 地址范围:218.75.230.96-218.75.230.127

    255.255.255.10000000 地址范围:218.75.230.128-218.75.230.159

    取这5个就可,可以发现总共使用了160个ip地址

    1. 在Cisco Packet Tracer仿真软件中设计好基本的连接,pc、集线器、路由器

    2. 配置好每台主机的ip地址和子网掩码


    1. 查看相同子网中是否能ping通,例如子网2中的主机1(218.75.230.33)和主机2(218.75.230.44)

    1. 配置路由器,两台路由器也处于一个子网之中,地址随意分配,右上角开启


    1. 设置路由器下一跳和主机的默认网关,实现不同子网互联


    默认网关和路由器端一致即可,例如子网2的主机1和与他相连的路由器。


    最终效果:

    1. 查看不同子网中的主机是否能ping通
      子网1的主机1(218.75.230.1)与子网2主机1(218.75.230.33)、子网3的主机1(218.75.230.65)、子网4的主机1(218.75.230.99)测试结果如下:

    成功ping通。

    实验二 可变长子网掩码划分

    (8)可变长子网掩码需求分析

    子网主机IP数量路由器接口ip数量网络地址数量广播地址数量合计地址
    161119
    22511128
    31211115
    41011113
    502114

    可变长子网掩码划分出来的所需地址是与定长子网掩码一致的,但是为了更大程度的节省IP资源,进行可变长子网掩码划分,子网1需要9个地址,2^3<9<2^4

    所以只需要4个主机位,以此类推,子网2需要5个主机位、子网3需要4个主机位、子网4需要4个主机位、子网5需要2个主机位,网络前缀就是32-主机位。

    此时需要注意的是27位的网络号就能分成8个子网,拿出来分析:

    255.255.255.00000000 地址范围:218.75.230.0-218.75.230.31

    255.255.255.00100000 地址范围:218.75.230.32-218.75.230.63

    255.255.255.01000000 地址范围:218.75.230.64-218.75.230.95

    255.255.255.11100000 地址范围:218.75.230.224-218.75.230.255

    28位的网络号就能分成16个子网,这里只需要三个,取前三

    255.255.255.00000000 地址范围:218.75.230.0-218.75.230.15

    255.255.255.00010000 地址范围:218.75.230.16-218.75.230.31

    255.255.255.00100000 地址范围:218.75.230.32-218.75.230.47

    30位的网络号就能分成64个子网

    255.255.255.00000000 地址范围:218.75.230.0-218.75.230.3

    255.255.255.00000100 地址范围:218.75.230.4-218.75.230.7

    255.255.255.00001000 地址范围:218.75.230.8-218.75.230.11

    255.255.255.00001100 地址范围:218.75.230.12-218.75.230.15

    255.255.255.11111000 地址范围:218.75.230.248-218.75.230.251

    255.255.255.11111100 地址范围:218.75.230.252-218.75.230.255

    需要满足这个局域网,就需要从中选出,且不互相冲突,先将27位网络号的一个子网分好,再将三个28位网络号的分配,最后分配子网5

    255.255.255.00000000 地址范围:218.75.230.0-218.75.230.31

    255.255.255.00100000 地址范围:218.75.230.32-218.75.230.47

    255.255.255.00110000 地址范围:218.75.230.48-218.75.230.63

    255.255.255.01000000 地址范围:218.75.230.64-218.75.230.79

    255.255.255.01010000 地址范围:218.75.230.80-218.75.230.83

    此时发现仅仅使用84个地址,相对于定长子网掩码,节省了很多。

    (9)在Cisco Packet Tracer仿真软件中设计好基本的连接,pc、集线器、路由器。

    1. 根据需求分析配置好每台主机的ip地址和子网掩码


    1. 配置路由器,两台路由器也处于一个子网之中,地址随意分配,右上角开启

    因为已经分的够细,所以没有其他ip地址可以分配给路由器,所以一定要给对

    (12)设置路由器下一跳和主机的默认网关,实现不同子网互联

    默认网关要注意子网掩码的设置,应为子网掩码是变换的,所以也要做出相应改变,子网对应主机的默认网关与这里一致。

    路由器下一跳配置


    最终效果:

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-BYquRMSa-1640236866426)(https://cdn.jsdelivr.net/gh/y2Lucky/blog-image/e28867176170c5cc3e1789dd5df3ba38.png)]

    (13)查看不同子网中的主机是否能ping通
    子网2的主机1(218.75.230.1)与子网1主机1(218.75.230.33)、子网3的主机1(218.75.230.49)、子网4的主机1(218.75.230.77)测试结果如下:

    均连接成功。

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  • 基于思科模拟器进行子网划分

    千次阅读 2021-12-04 15:57:04
    学习目标: 创建和划分vlan 学习内容: 两个交换机使用串口连接

    1.1 子网的优点
    在划分子网时,不仅要考虑目前需要,还应了解将来需要多少子网和主机。对子网掩码使用必须要更多的子网位,可以得到更多的子网,节约了IP地址资源,若将来需要更多子网时,不用再重新分配IP地址,但每个子网的主机数量有限;
    优点:
    ①节约IP地址,避免浪费。
    ②限定广播的传播。
    ③保证网络的安全。
    ④ 有助于覆盖大型地理区域。

    1.2 超网的优点
    超网的优点是可以充分利用C类网络空间资源。在多数情况下,使用超网地址分配乐意使分配的网络空间与实际所需的结点数量相匹配,因而提高了地址空间的利用率。例如,一个4000个结点的物理网络,分配一个B类地址显然是浪费,但C类地址又太小,那么我们可以为该物理网络分配一个由16个连续C类网络构成的地址空间块。超网方式也带来了新的问题:路由表规模的增长。路由表规模与网络数量成正比。一个物理网络对应多个C类网络地址,使得该网络在路由表中对应于多个C类的前缀表项,使路由表过于庞大。路由协议为交换路由信息而带来的开销也急剧增加。这个问题可采用无类型域间路技术来解决。尽管一个物理网络在路由表中对应多个表项,但所有表项必然指向同一个下一跳地址,因此有可能对表项进行聚合。CIDR技术可以把路由表中连续的C类网络地址块聚合的C类网络地址必须是连续的,且地址块的数量为2的幂。聚合以后的CIDR地址块的网络前缀的长度。显然,子网掩码的长度将小于24(C类网络的掩码长度)。与子网选路中采用的表示形式一样,CIDR定义得地址快也统一表示成"网络前缀/子网掩码位数"的形式。

    1.3 CIDR(无类型域间选路)的特点
    (1)CIDR消除了传统的A类、B类和C类地址以及划分子网的概念,可以更加有效的分配IP地址空间。CIDR使用各种长度的"网络前缀"来代替分类地址中的网络号和子网号,而不是像分类地址中只能使用1字节、2字节、3字节长的网络号。CIDR不再使用"子网"的概念而使用网络前缀,使用IP地址从三级编址又回到了两级编址,即无分类的两级编址。
    IP地址={<网络前缀>,<主机号>}
    CIDR也使用"斜线记法",即在IP地址后写上斜线"/",然后写上网络前缀所占的位数(对应子网掩码中1的个数)。
    (2)CIDR把网络前缀都相同的连续的IP地址组成"CIDR地址块",一个CIDR地址块是由地址块的起始地址(即地址块中地址数值最小的一个)和地址块中的地址数来定义的。CIDR地址块也可用斜线记法来表示。
    由于一个CIDR地址块可以表示很多地址,所以在路由表中就利用CIDR地址块来查找目的网络。这种地址的聚合通常称为路由聚合,它使得路由表中的一个项目可以表示原来传统分类地址的很多个路由。路由聚合也称为构成超网。路由聚合有利于减少路由器之间的路由选择信息的交换,从而提高了整个因特网的性能。

    1.4 ip协议
    网络之间互连的协议外文是Internet Protocol的外语缩写,中文缩写为“网协”。缩写为IP。网络之间互连的协议也就是为计算机网络相互连接进行通信而设计的协议。在因特网中,它是能使连接到网上的所有计算机网络实现相互通信的一套规则,规定了计算机在因特网上进行通信时应当遵守的规则。任何厂家生产的计算机系统,只要遵守IP协议就可以与因特网互连互通。IP地址具有唯一性,根据用户性质的不同,可以分为5类。
    其中A、B、C是基本类,D、E类作为多播和保留使用。
    IP地址类型:
    A类:1.0.0.0/8~126.0.0.0/8;
    B类:128.0.0.0/16~191.255.0.0/16;
    C类:192.0.0.0/24~223.255.255.0/24;
    D类:224.0.0.0~239.255.255.255;
    E类:240.0.0.0~255.255.255.255;
    网络互连设备,如以太网、分组交换网等,它们相互之间不能互通,不能互通的主要原因是因为它们所传送数据的基本单元(技术上称之为“帧”)的格式不同。IP协议实际上是一套由软件、程序组成的协议软件,它把各种不同“帧”统一转换成“网协数据包”格式,这种转换是因特网的一个最重要的特点,使所有各种计算机都能在因特网上实现互通,即具有“开放性”的特点。数据包也是分组交换的一种形式,就是把所传送的数据分段打成 “包”,再传送出去。但是,与传统的“连接型”分组交换不同,它属于“无连接型”,是把打成的每个“包”(分组)都作为一个“独立的报文”传送出去,所以叫做“数据包”。这样,在开始通信之前就不需要先连接好一条电路,各个数据包不一定都通过同一条路径传输,所以叫做“无连接型”。这一特点非常重要,它大大提高了网络的坚固性和安全性。每个数据包都有报头和报文这两个部分,报头中有目的地址等必要内容,使每个数据包不经过同样的路径都能准确地到达目的地。在目的地重新组合还原成原来发送的数据。这就要IP具有分组打包和集合组装的功能。在传送过程中,数据包的长度为30000字节(Byte)(1字节=8二进制位)。
    分片后的IP数据包,只有到达目的地才能重新组装。重新组装由目的地的IP层来完成,其目的是使分片和重新组装过程对传输层(TCP和UDP)是透明的。已经分片过的数据包有可能会再次进行分片(不止一次)。
    IP分片原因:链路层具有最大传输单元MTU这个特性,它限制了数据帧的最大长度,不同的网络类型都有一个上限值。以太网的MTU是1500,你可以用 netstat -i 命令查看这个值。如果IP层有数据包要传,而且数据包的长度超过了MTU,那么IP层就要对数据包进行分片(fragmentation)操作,使每一片的长度都小于或等于MTU。我们假设要传输一个UDP数据包,以太网的MTU为1500字节,一般IP首部为20字节,UDP首部为8字节,数据的净荷(payload)部分预留是1500-20-8=1472字节。如果数据部分大于1472字节,就会出现分片现象。

    按照TCP/IP(传输控制协议/Internet协议)协议规定,IP地址用二进制来表示,每个IP地址长32bit,比特换算成字节,就是4个字节。例如一个采用二进制形式的IP地址是一串很长的数字,人们处理起来也太费劲了。为了方便人们的使用,IP地址经常被写成十进制的形式,中间使用符号“.”分开不同的字节。于是,上面的IP地址可以表示为“10.0.0.1”。IP地址的这种表示法叫做“点分十进制表示法”,这显然比1和0容易记忆得多。
    有人会以为,一台计算机只能有一个IP地址,这种观点是错误的。我们可以指定一台计算机具有多个IP地址,因此在访问互联网时,不要以为一个IP地址就是一台计算机;另外,通过特定的技术,也可以使多台服务器共用一个IP地址,这些服务器在用户看起来就像一台主机似的。将IP地址分成了网络号和主机号两部分,设计者就必须决定每部分包含多少位。网络号的位数直接决定了可以分配的网络数(计算方法2网络号位数);主机号的位数则决定了网络中最大的主机数(计算方法2主机号位数-2)。然而,由于整个互联网所包含的网络规模可能比较大,也可能比较小,设计者最后聪明的选择了一种灵活的方案:将IP地址空间划分成不同的类别,每一类具有不同的网络号位数和主机号位数。

    1.5 子网掩码
    子网掩码又叫网络掩码、地址掩码、子网络遮罩,它是一种用来指明一个IP地址的哪些位标识的是主机所在的子网,以及哪些位标识的是主机的位掩码。子网掩码是一个32位地址,用于屏蔽IP地址的一部分以区别网络标识和主机标识,并说明该IP地址是在局域网上,还是在远程网上。子网掩码不能单独存在,它必须结合IP地址一起使用。子网掩码只有一个作用,就是将某个IP地址划分成网络地址和主机地址两部分。
    利用子网掩码可以把大的网络划分成子网,即VLSM(可变长子网掩码),也可以把小的网络归并成大的网络即超网。子网掩码的设定必须遵循一定的规则。与二进制IP地址相同,子网掩码由1和0组成,且1和0分别连续。子网掩码的长度也是32位,左边是网络位,用二进制数字"1"表示,1的数目等于网络位的长度;右边是主机位,用二进制数字"0"表示,0的数目等于主机位的长度。这样做的目的是为了让掩码与ip地址做按位与运算时用0遮住原主机数,而不改变原网络段数字,而且很容易通过0的位数确定子网的主机数(2的主机位数次方-2,因为主机号全为1时表示该网络广播地址,全为0时表示该网络的网络号,这是两个特殊地址)。只有通过子网掩码,才能表明一台主机所在的子网与其他子网的关系,使网络正常工作.

    1.6 VLAN(虚拟局域网)
    虚拟局域网是一组逻辑上的设备和用户,这些设备和用户并不受物理位置的限制,可以根据功能、部门及应用等因素将它们组织起来,相互之间的通信就好像它们在同一个网段中一样,由此得名虚拟局域网。VLAN是一种比较新的技术,工作在OSI参考模型的第2层和第3层,一个VLAN就是一个广播域,VLAN之间的通信是通过第3层的路由器来完成的。与传统的局域网技术相比较,VLAN技术更加灵活,它具有以下优点: 网络设备的移动、添加和修改的管理开销减少;可以控制广播活动;可提高网络的安全性。在计算机网络中,一个二层网络可以被划分为多个不同的广播域,一个广播域对应了一个特定的用户组,默认情况下这些不同的广播域是相互隔离的。不同的广播域之间想要通信,需要通过一个或多个路由器。这样的一个广播域就称为VLAN。
    目的:
    ①要知道192.168.1.2/30和192.168.2.6/30都属于不同的网段,都必须要通过路由器才能进行访问,凡是不同网段间要互相访问,都必须通过路由器。
    ②VLAN本质就是指一个网段,之所以叫做虚拟的局域网,是因为它是在虚拟的路由器的接口下创建的网段。
    比如一个路由器只有一个用于终端连接的端口(当然这种情况基本不可能发生,只不过简化举例),这个端口被分配了192.168.1.1/24的地址。然而由于公司有两个部门,一个销售部,一个企划部,每个部门要求单独成为一个子网,有单独的服务器。那么当然可以划分为192.168.1.0–127/25、192.168.1.128–255/25。但是路由器的物理端口只应该可以分配一个IP地址,那怎样来区分不同网段了?这就可以在这个物理端口下,创建两个子接口—逻辑接口实现。比如逻辑接口F0/0.1就分配IP地址192.168.1.1/25,用于销售部,而F0/0.2就分配IP地址192.168.1.129/25,用于企划部。这样就等于用一个物理端口确实现了两个逻辑接口的功能,这样就将原本只能划分一个网段的情形,扩展到了可以划分2个或者更多个网段的情形。这些网段因为是在逻辑接口下创建的,所以称之为虚拟局域网VLAN。
    这是在路由器的层次上阐述了VLAN的目的。
    ③将在交换机的层次上阐述VLAN的目的。
    在现实中,由于很多原因必须划分出不同网段。比如就简单的只有销售部和企划部两个网段。那么可以简单的将销售部全部接入一个交换机,然后接入路由器的一个端口,把企划部全部接入一个交换机,然后接入一个路由器端口。这种情况是LAN.然而正如上面所说,如果路由器就一个用于终端的接口,那么这两个交换机就必须接入这同一个路由器的接口,这个时候,如果还想保持原来的网段的划分,那么就必须使用路由器的子接口,创建VLAN.同样,比如两个交换机,如果你想要每个交换机上的端口都分别属于不同的网段,那么你有几个网段,就提供几个路由器的接口,这个时候,虽然在路由器的物理接口上可以定义这个接口可以连接哪个网段,但是在交换机的层次上,它并不能区分哪个端口属于哪个网段,那么唯一实现能区分的方法,就是划分VLAN,使用了VLAN就能区分出某个交换机端口的终端是属于哪个网段的。
    综上,当一个交换机上的所有端口中有至少一个端口属于不同网段的时候,当路由器的一个物理端口要连接2个或者以上的网段的时候,就是VLAN发挥作用的时候,这就是VLAN的目的。

    优点:
    ① 广播风暴防范: 限制网络上的广播,将网络划分为多个VLAN可减少参与广播风暴的设备数量。LAN分段可以防止广播风暴波及整个网络。VLAN可以提供建立防火墙的机制,防止交换网络的过量广播。使用VLAN,可以将某个交换端口或用户赋于某一个特定的VLAN组,该VLAN组可以在一个交换网中或跨接多个交换机,在一个VLAN中的广播不会送到VLAN之外。同样,相邻的端口不会收到其他VLAN产生的广 播。这样可以减少广播流量,释放带宽给用户应用,减少广播的产生。
    ② 安全: 增强局域网的安全性,含有敏感数据的用户组可与网络的其余部分隔离,从而降低泄露机密信息的可能性。不同VLAN内的报文在传输时是相互隔离的,即一个VLAN内的用户不能和其它VLAN内的用户直接通信,如果不同VLAN要进行通信,则需要通过路由器或三层交换机等三层设备。

    1.7 网关
    网关(Gateway)又称网间连接器、协议转换器。网关在传输层上以实现网络互连,是最复杂的网络互连设备,仅用于两个高层协议不同的网络互连。网关既可以用于广域网互连,也可以用于局域网互连。 网关是一种充当转换重任的计算机系统或设备。在使用不同的通信协议、数据格式或语言,甚至体系结构完全不同的两种系统之间,网关是一个翻译器。与网桥只是简单地传达信息不同,网关对收到的信息要重新打包,以适应目的系统的需求。同时,网关也可以提供过滤和安全功能。大多数网关运行在OSI7层协议的顶层–应用层。
    在这里插入图片描述

    1.8 网络号与主机号的运算
    子网掩码和ip地址结合使用,可区分出一个网络的网络号和主机号.
    例如:有一个c类地址为: 192.9.200.12,默认子网掩码为: 255.255.255.0
    ① 将IP地址转化为二进制: 11000000 00001001 11001000 00001101
    ② 将子网掩码转换为二进制:11111111 11111111 11111111 00000000
    ③ 将子网掩码取反:00000000 00000000 00000000 11111111
    ④ 将①②二进制数逻辑相与: 11000000 00001001 11001000 00000000
    转换为十进制:192.9.200.0
    所以网络号为:192.9.200.0
    ⑤ 将子网掩码取反后再与IP地址逻辑相与
    相与后得:00000000 00000000 00000000 00001101→0.0.0.13
    所以主机号为13.

    2.划分子网
    我们先使用思科模拟器,选择4台电脑和2台交换机,再用自动连线将它们连起来.
    在这里插入图片描述
    分别为四台主机配置ip地址和子网掩码,并标注在旁边.然后我们用pc0主机给pc3主机发个邮件,从右侧窗口中可以看出它们是可以通信的.
    在这里插入图片描述
    我们现在将所以主机的子网掩码修改成255.255.255.192,再用pc2主机ping一下pc0主机,我们发现,4次请求都超时.它们之间不能通信.
    在这里插入图片描述
    C类地址判断前三位是否相同,即可确定2个IP地址是否在同一网段内,但本例中的192.168.0.1与192.168.0.65不在同一网段,因为这两个C类IP地址已经做了子网划分就不能只判断前三个字节是否相同就确认这两个IP是否在同一网段.

    主机pc0的IP地址为192.168.0.1,子网掩码为255.255.255.192
    主机pc2的IP地址为192.168.0.65,子网掩码为255.255.255.192。
    主机0要给主机2发送数据,先要判断两个主机是否在同一网段。
    主机pc0:
    192.168.0.1即:11000000.10101000.00000000.00000001
    255.255.255.192即:11111111.11111111.11111111.11000000
    按位逻辑与运算结果为:11000000.10101000.00000000.00000000
    十进制形式为(网络地址):192.168.0.0
    主机pc2:
    192.168.0.65即:11000000.10101000.00000000.01000001
    255.255.255.192即:11111111.11111111.11111111.11000000
    按位逻辑与运算结果为:11000000.10101000.00000000.01000000
    十进制形式为(网络地址):192.168.0.64

    其中192.168.0.1在192.168.0.1-192.168.0.62 段,192.168.0.65在192.168.0.65-192.168.0.126 段,所以不在同一网段,如果要通信需要通过路由器转发。

    第4字节上的增量:256 – 192 = 64
    子网地址: 192.168.0.0 192.168.0.64 192.168.0.128 192.168.0.192
    最小主机地址: 192.168.0.1 192.168.0.65 192.168.0.129 192.168.0.193
    最大主机地址: 192.168.0.62 192.168.0.126 192.168.0.190 192.168.0.254
    广播地址: 192.168.0.63 192.168.0.127 192.168.0.191 192.168.0.255
    现在,我们提供一个路由器,将两台交换机连起来.并且将路由器两个相连的端口打开.
    在这里插入图片描述
    接下来我们给路由器的两个端口配置IP地址和子网掩码.因为端口0与左边的两主机属于同一个网络,因此他们应该有相同的子网掩码以及相同的网络号;端口1同理.
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述
    路由器的端口0的ip可以是192.168.0.3 – 192.168.0.62,因为192.168.0.1和192.168.0.2都用作主机ip地址了;同理,端口1的ip可以是192.168.0.67– 192.168.0.126. 这里,我们都选择最大的ip地址作为路由器的端口ip,并且为每台主机设置默认网关, 默认网关=相连的路由器的端口ip
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述
    我们来看左边主机和右边主机经过路由器连接后还能不能通信,我们使用pc0对pc2 进行ping命令.
    在这里插入图片描述
    我们看出, pc0和pc2可以通信了.
    为什么第一个请求超时呢?
    因为pc0和pc2以前没有进行通信,pc0第一次对pc2进行通信就发一个ARP请求广播,得到pc2的MAC地址,一并交给数据链路层。后者构建一个数据帧,目的地址是IP层传过来的物理地址,源地址则是本机的物理地址,还要附加上一些控制信息,依据以太网的介质访问规则,将它们传送出去。PING命令是针对的IPARP解析是为了建立MAC和IP之间的映射关系,自然要先有了映射关系,ICMP包才能送达,PING才会得到响应。后面三个请求因为有了之前建立的映射关系,才得到响应.

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    2016-01-14 06:15:36
    在华为,思科认证中ip网络中子网划分为重点知识,通过IP子网划分,快速查阅各网段的广播位,网络位等信息。
  • 今天给大家网络技术中比较基础的知识点:子网划分。以下是本文目录: 子网划分 子网划分的优点 子网划分是指将大型网络划分为一系列小网络的操作,通过子网划分可以带来很多好处。首先子网划分可以减少...
  • CCNA-子网划分(VLSM)

    2022-07-26 17:51:25
    子网划分 VLSM 掩码 反掩码 20.20.20.60/2900111100主机地址基数=87*8=5663。主类地址A/8B/16C/24110.0.0.0/8181.1.0.0/16。20.20.20.60/2900111100主机地址基数=87。1.2.3.116/2801110100主机地址基数=167。1.1.1.0...
  • 思科理论-IP地址管理与子网划分,比较基础的资料,请各位查看。
  • VLSM 子网划分

    2022-07-07 12:03:37
    VLSM 可变长子网掩码 -- 子网划分(1)子网划分定义:Internet组织机构定义了五种IP地址,有A、B、C三类地址。A类网络有126个,每个A类网络可能有16777214台主机,它们处于同一广播域。而在同一广播域中有这么多节点...
  • 实验难点在于不同路由器之间的组网,解决办法是将四个路由器组成一个子网,然后分配子网地址块,将路由器与其他路由器相连那一端的地址写为路由器子网中的地址,这样就可以使路由器之间联通,实现联网。 另一个问题...
  • 子网掩码:-》判断是否在同一网段  以IP地址的形式来规划网段 默认掩码:  A类 255.0.0.0/8  B类255.255.0.0/16  C类 255.255.255.0/24  以连续的“1”来匹配前面的IP地址,哪一段是网段位,...
  • 子网划分练习

    2014-12-28 13:02:51
    这是一款关于划分子网的练习题,有详细答案详情,大家可以相互学习。
  • 相信很多刚入门的工程师第一大难关就是子网划分,怎么也划分不明白,甚至有些工作了一段时间还只能依靠各种ip地址计算器。计算机再方便也不如自己规划的放心,况且只有明白了子网划分才能更深入的理解路由相关的知识...
  • 子网划分详解

    2020-08-04 19:04:02
    172.16.0.0/16 ---- 16表示16个1网络位) 172.16.0.0 ---- 缺省地址是255.255.0.0(为了方便直接写成172.16.0.0/16 ) 172.16.0.0 可用的ip地址数:{(2)16次方} - 2 (其中有一个广播号和一个网络号不能使用所以要减去) ...
  • 详情查看原文地址:http://www.55linux.com/cisco/558.html
  • 实验——子网划分与路由器配置

    千次阅读 2022-04-26 19:03:10
    实验内容 理工大学具有 4 个主校区,分别是中心校区、标营校区、双龙街校区以及岔路口校区, 根据机构和人员的分布情况,每个校区约有 ...(2) 根据总部为学校分配的 IP 地址块 26.28.0.0/16,按照校区划分子网,并根
  • 文章目录实验二 子网划分及静态地址配置一、实验目的二、实验内容三 、实验步骤1.在拓扑区添加所需设备2 进行设备IP地址及路由器静态路由的设置四、实验结果分析问题疑问1:直线相连和折线相连有什么不同疑问2:端口...
  • 划分子网的地址空间。 步骤1:已经有 192.168.1.0/24 地址块供您用于网络设计。网络包含以下网段: 连接到路由器 R1 的 LAN 要求具有能够支持 15 台主机的 IP 地址,连接到路由器 R2 的 LAN 要求具有能够支持 30 台...
  • 6.cisco思科模拟器子网划分练习题

空空如也

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