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  • 子网规划

    千次阅读 2018-05-22 18:22:32
    IP也一样子网规划就是将大网络分割成小网络子网掩码路由器使用子网掩码决定分组往哪个子网转发规则:如果1表示网络位,0表示主机位,那么子网掩码就为 点分十进制/网络位1的个数例如A类网络:255...

    前置:https://blog.csdn.net/jaihk662/article/details/80407205


    为什么需要子网

    一个学校有10000个人,而10000个人太多了肯定不好管理,所以需要分班!IP也一样

    子网规划就是将大网络分割成小网络


    子网掩码

    路由器使用子网掩码决定分组往哪个子网转发

    规则:如果1表示网络位,0表示主机位,那么子网掩码就为  点分十进制/网络位1的个数

    例如A类网络:255.0.0.0/8(8位网络位);C类网络:255.255.255.0/24 (24位网络位)


    IP三级结构

    一般IP地址都是两级结构:网络位+主机位

    而有了子网之后IP地址就成了三级结构:网络位+子网位+主机位,其中子网位是从主机位里面割出来的


    图片中总共可以有4个子网,每个子网 2^6-2 = 62 个主机

    借位规则:

    • 必须从主机位高位开始借
    • 主机位至少保留两位(这是肯定的不然去掉网络地址+广播地址就没有主机了)


    例子,如下图:


    有一个C类网络地址192.168.1.0/24,你借用了2位作为网络位,那么这4个子网地址就分别为

    192.168.1.0/26192.168.64.0/26192.168.1.128/26192.168.1.192/26

    而 192.168.1.65 ~ 192.168.1.126 正是第2个子网可用的地址数


    分组怎么知道该发送给哪个子网?

    • 一个网络被分隔成几个部分(子网),但是在外界看来,该网络仍被看成一个整体
    • 体现在路由表例上,就是外部的路由器只对应一条路由
    • 这也允许不同的子网在一个组织内部连接起来

    每个子网用于主/边界路由器和外部联系

    主路由器从外部接收分组,向内部转发,它怎样知道往哪里转呢?

    • 采用"AND"操作(目的IP和子网掩码),得到目的网络地址
    • 使用这种机制,路由器不必记录全部主机的IP地址,缩减了路由器的规模



    如何合理分配子网占多少位呢?

    例题:一个C类网络地址,要对它进行子网规划,每个子网挂20台主机,怎样规划?

    合法的IP地址数:20

    ∴需要的IP地址总数:20+2 = 22,22<2^5

    ∴主机位确定为5位



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  • 实验 10 子网规划与划分 一实验目的 掌握子网的划分中的 ip 地址分配方法 熟悉子网 掩码设计方法 二实验要求 1. 设备要求计算机 4 台以上装有 Windows 2000/XP/2003 操作系统装有网卡 交换机 1 台 UTP 网线 分组要求...
  • 实验 10 子网规划与划分 一实验目的 1. 掌握子网的划分中的 ip 地址分配方法 2. 熟悉子网掩码设计方法 二实验要求 1. 设备要求计算机 4 台以上装有Windows 2000/XP/2003 操作系统装有网卡 交换机 1 台UTP 网线 2. ...
  • 子网掩码使用详解

    万次阅读 多人点赞 2018-09-18 17:57:42
    一、子网掩码 IP地址是以网络号和主机号来标示网络上的主机的,我们把网络号相同的主机称之为本地网络...①、子网掩码(Subnet Mask)又叫网络掩码、地址掩码,必须结合IP地址一起对应使用。 ②、只有通过子网掩码...

    一、子网掩码

    IP地址是以网络号和主机号来标示网络上的主机的,我们把网络号相同的主机称之为本地网络,网络号不相同的主机称之为远程网络主机,本地网络中的主机可以直接相互通信;远程网络中的主机要相互通信必须通过本地网关(Gateway)来传递转发数据。

    1、子网掩码的概念及作用

    ①、子网掩码(Subnet Mask)又叫网络掩码、地址掩码,必须结合IP地址一起对应使用。
    ②、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。
    ③、子网掩码和IP地址做“与”运算,分离出IP地址中的网络地址和主机地址,用于判断该IP地址是在本地网络上,还是在远程网络网上。
    ④、子网掩码还用于将网络进一步划分为若干子网,以避免主机过多而拥堵或过少而IP浪费。

    IP地址和子网划分学习笔记之《子网掩码详解》

    2、子网掩码的组成

    ①、同IP地址一样,子网掩码是由长度为32位二进制数组成的一个地址。
    ②、子网掩码32位与IP地址32位相对应,IP地址如果某位是网络地址,则子网掩码为1,否则为0。
    ③、举个栗子:如:11111111.11111111.11111111.00000000

    注:左边连续的1的个数代表网络号的长度,(使用时必须是连续的,理论上也可以不连续),右边连续的0的个数代表主机号的长度。

    3、子网掩码的表示方法

    ①、点分十进制表示法
    二进制转换十进制,每8位用点号隔开
    例如:子网掩码二进制11111111.11111111.11111111.00000000,表示为255.255.255.0

    ②、CIDR斜线记法
    IP地址/n
    例1:192.168.1.100/24,其子网掩码表示为255.255.255.0,二进制表示为11111111.11111111.11111111.00000000
    例2:172.16.198.12/20,其子网掩码表示为255.255.240.0,二进制表示为11111111.11111111.11110000.00000000
    不难发现,例1中共有24个1,例2中共有20个1,所以n是这么来的。运营商ISP常用这样的方法给客户分配IP地址。

    注:n为1到32的数字,表示子网掩码中网络号的长度,通过n的个数确定子网的主机数=2^(32-n)-2(-2的原因:主机位全为0时表示本网络的网络地址,主机位全为1时表示本网络的广播地址,这是两个特殊地址)。

    3、为什么要使用子网掩码?

    前面说道,子网掩码可以分离出IP地址中的网络地址和主机地址,那为什么要分离呢?因为两台主机要通信,首先要判断是否处于同一网段,即网络地址是否相同。如果相同,那么可以把数据包直接发送到目标主机,否则就需要路由网关将数据包转发送到目的地。

    可以这么简单的理解:A主机要与B主机通信,A和B各自的IP地址与A主机的子网掩码进行And与运算,看得出的结果:

    1、结果如果相同,则说明这两台主机是处于同一个网段,这样A可以通过ARP广播发现B的MAC地址,B也可以发现A的MAC地址来实现正常通信。

    2、如果结果不同,ARP广播会在本地网关终结,这时候A会把发给B的数据包先发给本地网关,网关再根据B主机的IP地址来查询路由表,再将数据包继续传递转发,最终送达到目的地B。


    计算机的网关(Gateway)就是到其他网段的出口,也就是路由器接口IP地址。路由器接口使用的IP地址可以是本网段中任何一个地址,不过通常使用该网段的第一个可用的地址或最后一个可用的地址,这是为了尽可能避免和本网段中的主机地址冲突。

    在如下拓扑图示例中,A与B,C与D,都可以直接相互通信(都是属于各自同一网段,不用经过路由器),但是A与C,A与D,B与C,B与D它们之间不属于同一网段,所以它们通信是要经过本地网关,然后路由器根据对方IP地址,在路由表中查找恰好有匹配到对方IP地址的直连路由,于是从另一边网关接口转发出去实现互连。

    IP地址和子网划分学习笔记之《子网掩码详解》

    4、子网掩码的分类

    ①、缺省子网掩码

    也叫默认子网掩码,即未划分子网,对应的网络号的位都置 1 ,主机号都置 0 。

    未做子网划分的IP地址:网络号+主机号

    A类网络缺省子网掩码: 255.0.0.0,用CIDR表示为/8

    B类网络缺省子网掩码: 255.255.0.0,用CIDR表示为/16

    C类网络缺省子网掩码: 255.255.255.0,用CIDR表示为/24

    ②、自定义子网掩码

    将一个网络划分子网后,把原本的主机号位置的一部分给了子网号,余下的才是给了子网的主机号。其形式如下:

    做子网划分后的IP地址:网络号+子网号+子网主机号

    举个栗子:

    如:192.168.1.100/25,其子网掩码表示:255.255.255.128

    意思就是将192.168.1.0这个网段的主机位的最高1位划分为了子网。关于子网划分将在下篇文章讲到,这里不在阐述。

    5、子网掩码和IP地址的关系

    子网掩码是用来判断任意两台主机的IP地址是否属于同一网络的依据,就是拿双方主机的IP地址和自己主机的子网掩码做与运算,如结果为同一网络,就可以直接通信。

    And按位与运算:
    与运算是计算机中一种基本的逻辑运算方式,符号表示为&,也可以表示为 and。
    参加运算的两个数据,按二进制位进行“与”运算。
    运算规则:0&0=0;0&1=0;1&0=0;1&1=1;
    即:两位同时为“1”,结果才为“1”,否则为0

    如何根据IP地址和子网掩码,计算网络地址:

    ①、将IP地址与子网掩码转换成二进制数。
    ②、将二进制形式的 IP 地址与子网掩码做“与”运算。
    ③、将得出的结果转化为十进制,便得到网络地址。
    如下图:

    IP地址和子网划分学习笔记之《子网掩码详解》

    网络地址计算小技巧:IP地址和子网掩码做与运算,把IP地址的主机位直接归0,就快速得到网络地址。所以只要一看到IP地址和子网掩码,就能马上确认网络地址。

    二、CIDR与VLSM

    理解和掌握了子网掩码这部分知识后,这里要补充下CIDR和VLSM,这对于我们下篇讲述的子网划分,简直了就是放大招啊!

    1、有类和无类网络,超网和子网

    ,我们先了解这几个概念,对于CIDR和VLSM以及子网划分都是很有用的。

    ◆ 有类网络:也叫主类网络或标准网络,就是指把IP地址能归结到的A类、B类、C类IP,使用的是标准的默认子网掩码。

    ◆ 无类网络:相对于有类网络,无类网络IP地址的掩码是变长的。在有类网络的基础上,拿出一部分主机ID作为子网ID。

    ◆ 超网:把多个小网络组合成一个大网络,称为超网(SuperNetting),也可以说子网掩码长度小于相对应的有类网络的叫超网。

    ◆ 子网:有类网络划分成更小后的网络,称为子网(Subnet),也可以说子网掩码长度大于相对应的有类网络的叫子网。

    2、CIDR无类别域间路由

    CIDR(Classless Inter-Domain Routing,无类别域间路由)本质是消除了传统的A类、B类和C类地址以及划分子网的概念,将多个地址块聚合在一起生成一个更大的网络,从而包含更多的主机。

    CIDR采用8-30位可变网络ID(最大可用的只能为30位,即保留2位给主机位),而不是A、B、C类网络ID所用的固定的8、16和24位。
    CIDR表示方法:IP地址/n,n表示IP地址中的前n位代表网络部分(n个二进制数1),其余(32-n)位代表主机部分。这种方法称为“斜线记法”,它又称为CIDR记法。

    举个栗子:子网掩码255.255.255.192,用CIDR表示是多少呢?

    ①、首先确认的是这是个C类网络地址(C类的默认子网掩码为255.255.255.0)

    ②、前面三个字节都是255,转换成二进制都为1,即11111111.11111111.11111111,即24位1。

    ③、后面一个字节是192,转换成二进制为11000000,即1占用了2位。

    ④、子网掩码共占用了26位1,所以用CIDR表示为/26。

    ⑤、如果网络地址为192.168.10.0,再加上CIDR,最后表示为192.168.10.0/26。

    CIDR支持路由聚合,能够将路由表中的许多路由条目合并为成更少的数目,因此可以限制路由器中路由表的增大,减少路由通告,减轻路由器的负担。

    3、VLSM可变长子网掩码

    VLSM(Variable Length Subnet Mask,可变长子网掩码)规定了在一个有类(A、B、C类)网络内包含多个子网掩码的能力,以及对一个子网的再进行子网划分的能力。

    每一个IP地址都包含了2部分:网络号和主机号。在有类网络中,32bit的IP地址被分为4段,每段8bit来表示。这使得作为网络号的前缀必须是8位,16位或者24位。当网络号是24位的时候,主机号只有8位,也就是说,可分配的最小的地址块是256个(2^8=256,而实际可分配的主机地址还要减去两个,一个是网络地址,一个是广播地址,最后为254个),这个数量对于大多数企业来说是不够的。

    而比这个大一点的IP地址块是网络号为16位的时候,这个时候可分配的地址块是65536(2^16=65536),这个数量对于大多数公司又太多了。这导致无论公司选择哪种类型的网络,都可能对IP地址造成大量的浪费。

    IP地址如果只使用有类(A、B、C类)来划分,会造成大量的浪费或者不够用。VLSM的诞生有效的解决了这个问题,可以在有类网络的基础上,通过对IP地址的主机号进行再划分,把一部分划入网络号,就能划分各种类型大小的网络了。网络号也不再仅局限在8、16和24位这几个数,而是灵活变化的大小了。

    4、CIDR与VLSM的区别

    • 在使用CIDR聚合地址时,将原来有类IP地址中的网络位划出一部分作为主机位使用。
    • 在使用VLSM划分子网时,将原来有类IP地址中的主机位按照需要划出一部分作为网络位使用。
    • CIDR:子网掩码往左边移,掩码netmask缩短了。
    • VLSM:子网掩码往右边移,掩码netmask增长了。
    • CIDR是把几个有类网络合成一个大的网络(超网),用于路由地址聚合。
    • VLSM是把一个有类网络分成几个小型网络(子网),用于更高效划分子网。

    CIDR与VLSM总结:
    在某种程度上来说,CIDR和VLSM它们之间可以看做是逆过程。
    CIDR是把几个小网络聚合成一个大网络来做表示,而VLSM则是把一个大网络继续细分为几个小网络进行IP地址分配。
    CIDR能让路由器的路由条目得到有效的减少,从而减少路由通告,降低路由器负担,而VLSM则是充分利用IP进行地址分配来解决IP地址不被浪费的问题,节约IP地址空间,更为有效的使用。

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  • IP子网划分和规划

    千次阅读 2018-07-31 17:36:24
    IP地址分类有类地址和无类地址。 有类地址就是标准的IP地址 ...通过子网掩码的变化实现的,不同的子网掩码可以分割出不同的子网。 类似于用刀子分割大饼。   IP地址经过一次子网划分之后,变为由三部分...

    IP地址分类有类地址和无类地址。

    有类地址就是标准的IP地址

    无类地址:是对IP地址进行子网划分

     

    子网划分:将网络划分适当大小的多个子网。

     

    为什么要划分子网?

    1. 提供灵活的编址
    2. 便于管理
    3. 广播抑制......

     

    子网划分的原理:

    通过子网掩码的变化实现的,不同的子网掩码可以分割出不同的子网。

    类似于用刀子分割大饼。

     

    IP地址经过一次子网划分之后,变为由三部分组成,即网络地址部分、子网地址部分和主机地址部分。

     

    C类地址子网掩码及相关参数对应表

    子网掩码

    子网数

    主机数

    可用主机数

    /24

    0

    256

    254

    /25

    2

    128

    126

    /26

    4

    64

    62

    /27

    8

    32

    30

    /28

    16

    16

    14

    /29

    32

    8

    6

    /30

    64

    4

    2

    子网数:是在当前网段下在划分为几个网段。

    主机数:被划分的网段中的有效主机地址

     

     

    IP地址规划的原则:

    1. 唯一性:IP地址是主机和设备在网络中的标识,一个ip网络中不能有两个主机使用相同的ipdizhi,否则无法寻址。
    2. 可扩展性:在IP地址分配时,要有一定的余量,以满足网络扩展时的需要
    3. 连续性:分配的连续的IP地址要有利于地址管理和地址汇总,连续的IP地址易于进行路由汇总,减小路由表,提高路由的效率
    4. 实意性:在分配IP地址时尽量使所分配的IP地址具有一定的实际意义,诗人一看到ipdizhi就可以知道此ip地址分配给了哪个部门和哪个地区。

     

     

    访问控制列表

     

    目标:理解ACL的基本原理

       会配置标准的ACL

       会配置扩展的ACL

       会配置命名ACL

       能够综合应用ACL

     

    ACL (Access Control List)访问控制列表

    应用原理:使用包过滤技术,在路由器上第三层及第四层包头中的信息,然后根据预先定义好的规则,对包进行过滤,从而达到访问控制的目的

    允许或拒绝数据包在路由器中移动。

    允许或拒绝vty访问或从路由器访问。

    没有acl,所有数据包都可以传输到您的网络的所有部分

     

    ACL通过在路由器接口处控制转发还是丢弃数据包来过滤通信流量。

       路由器根据ACL中指定的条件来检测通过路由器的数据包,从而决定是转发还是丢弃该数据包。

     

    ACL的工作原理

    对路由器接口来说,ACL有两个方向:

    出:已经过路由器的处理,正离开路由器接口的数据包

    入:已到达路由器接口的数据包,将被路由器处理

    先拟定好访问控制列表,

    然后列表应用到接口的方向与数据方向有关。

     

    访问控制列表的处理过程:

    如果接口应用了ACL,那么路由器将对数据包应用该组规则进行顺序检查:

    1. 如果匹配第一条规则,则不再往下检查,路由器将界定允许该数据包通过或拒绝通过。
    2. 如果不匹配第一条规则,则一次往下检查,知道有任何一条规则匹配,路由器才决定允许该数据包通过或拒绝通过
    3. 如果没有一条规则匹配,则路由器根据默认的规则将丢弃该数据包。

    总结:逐条匹配,匹配到了就结束,不在往下匹配

     

    注:

    在ACL中,各规则的放置顺序是很重要的,一旦找到了某一条匹配规则,就会结束匹配过程,不再检查之后的其他规则。

     

    ACL的种类:

    ACL可分为以下类型:

    1、标准ACL:

    基于源IP地址过滤数据包

    使用1~99之间的数字作为列表号

     

    2、扩展ACL:

    基于源IP地址、目的IP地址、指定协议、端口和标志来过数据包。

    使用100~199之间的数字作为列表号。

     

    3、命名ACL:

    允许在标准和扩展ACL中使用名称代替列表号。

     

    一、标准ACL的配置:

    第一步:在全局配置模式下创建标准的ACL

    格式:access-list ACL列表号 permit|deny  源IP地址  反码

    例子:

    access-list 1 permit 192.168.10.0 0.0.0.255

    access-list 1 deny 192.168.10.0 0.0.0.255

    注:

    1:ACL列表号,对于标准ACL来说,该列表号是1~99中的一个数字

    permit:允许

    deny:拒绝

    192.168.10.0  :数据包的源地址,可以是IP地址,也可以是网段地址

    0.0.0.255:通配符掩码,也称为反掩码。

    网段的反掩码是0.0.0.255,ip地址的反掩码是0.0.0.0

     

    1. 隐含的拒绝语句

    因为每一个ACL都有一条隐含的拒绝语句,拒绝所有访问

    access-list 1 deny 0.0.0.0 255.255.255.255

     

    1. 关键字host、any

    如果是主机的IP地址,

    可用host 192.168.1.1来表示192.168.1.1 0.0.0.0

    access-list 1 deny host 192.168.10.1

    可用any来表示0.0.0.0 255.255.255.255

    access-list 1 deny any

     

    (3)删除已建立的标准ACL

    no access-list 1

    注:对标准ACL来说,不能删除单条ACL语句,只能删除整个ACL。意味着如果要改变一条或几条ACL语句,必须先删除整个ACL,然后在输入所要的ACL语句。

     

     

    第二步:将ACL应用于接口

    创建ACL后,只有将ACL应用于接口,ACL才会生效。

    1. 先进入接口
    2. 将ACL应用于接口

    ip access-group 1 in

    ip access-group 1 out

    注:

    in:指示该ACL是应用到入站接口,接收接口

    out:指示该ACL是应用到出站接口

    取消,在命令前面加no

     

    每个方向上只能有一个ACL,也就是每个接口最多只能有两个ACL:一个入方向ACL,一个出方向ACL。

     

    show access-lists     查看ACL配置的规则

     

     

     

    二、扩展ACL的配置:

    1. 首先创建ACL

    access-list   组号  permit|deny  protocol {source  source-wildcard destination  destinnation-wildcard} [operator  aperan]

     

    说明:

    组号:ACL表号,对于扩展ACL,是100~199中的一个数字

    permit|deny:允许或者拒绝

    protocol:用于指定协议类型,如IP、TCP、UDP、ICMP等

    source、destination:源地址、目的地址,可以是ip地址,也可以是网段地址

    source-wildcard、destinnation-wildcard:反掩码,源地址反码,目的地址反码

    operator  aperan:lt(小于)、gt(大于)、eq(等于)或者neq(不等于)一个端口号

     

    例子:

    (1)、access-list 101 permit ip 192.168.1.0 0.0.0.255 192.168.20.0 0.0.0.255  允许网络192.168.1.0访问网络192.168.20.0的IP流量通过  

    (2)、access-list 101 deny ip any any

    (3)、access-list 101 deny tcp 192.168.1.0 0.0.0.255 host 192.168.2.2 eq 21

    (4)、access-list 101 permit  ip any any

    (5)、access-list 101 deny icmp 192.168.1.0 0.0.0.255 host 192.168.2.2 echo

    (6)、no access-list 101

     

    1. 将ACL应用于接口(先进接口再配置)

    与标准ACL一样,只有将ACL应用于接口,ACL才会生效。

    ip access-group 101 in

    ip access-group 101 out

     

    • 命名ACL配置
    1. 创建ACL

    ip access-list standard|extended  access-list-name

    说明:

    standard:定义标准ACL

    extended:定义扩展ACL

    access-list-name:ACL表的名称

     

    如果是标准命名ACL:

    permit | deny  源地址  反掩码

     

    如果是扩展命名ACL

    permit | deny   协议  源地址  反掩码  目的地址  反掩码  定义  端口号

     

    1. 应用到接口

    同标准ACL一样

     

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  • 使用子网时的分组转发算法

    千次阅读 2019-11-03 10:43:38
    从收到的数据报的首部提取目的IP地址D。 判断是否直接交付。对与路由器直接相连的各个网络进行检查:用各个网络的...对路由表中的每一行(目的网络地址,子网掩码,下一跳地址),用其中的掩码与D进行与运算,其结果...
    1. 从收到的数据报的首部提取目的IP地址D。
    2. 判断是否直接交付。对与路由器直接相连的各个网络进行检查:用各个网络的子网掩码与D进行操作,看是否与网络地址匹配。如果匹配则把分组直接交付。若不匹配则进行间接交付。
    3. 若路由表中有特定地址为D的特定主机路由,则把数据报传送给路由表中所指的吓一跳路由器;否则执行4;
    4. 对路由表中的每一行(目的网络地址,子网掩码,下一跳地址),用其中的掩码与D进行与运算,其结果为N.若N与改行的目的网路地址匹配,则把数据报传送刚给改行指明的下一跳路由器。否则执行5;
    5. 若路由表中有一个默认路由则把数据报传送给所指明的默认路由器。否则,执行6
    6. 报告转发分组出错。

    例题:

    如图所示有三个子网,两个路由器,以及路由器1的部分路由表。现在源主机H1向目的主机H2发送分组。试着讨论R1收到H1向H2发送的分组后查找路由表的过程。
    撒就是在这里插入图片描述
    解:

    1. H1首先进行判断:分送的这个分组,是在本子网上进行交付还是要通过本子网上的路由器进行间接交付。H1把本网络的子网掩码“255.255.255.128”与目标地址“128.30.33.138"进行运算,得出 128.30.33.128,它不等于H1的网络地址。这说明H1和H2不在同一个子网上。因此,H1不能把分组直接交给H2,而必须交给子网上的默认路由器R1来转发。
    2. 路由器在收到分组后,就在其路由表中逐行寻找有无匹配的网络地址:
      (1)先看第一行,用H2的IP地址与第一行的子网掩码地址进行运算,得到网络地址:128.30.33.128与表中第一行的网络地址128.30.33.0不匹配。
      (2)用同样的方法找第二行。用H2的IP地址与第一行的子网掩码地址进行运算,得到网络地址:128.30.33.128与表中第一行的网络地址128.30.33.128匹配.说明这个网络就是收到的分组正在寻找的网络。于是不再继续查找下去。R1把分组从接口1交付给H2(H2和接口1都在一个子网上)
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