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  • 子网划分详解子网划分实例精析

    万次阅读 多人点赞 2018-03-01 17:40:17
    子网划分理论基础 为什么进行子网划分 明确需求 知识点 子网划分常见问题 子网划分实例精析 C类子网划分实例分析 已知网络地址和子网掩码,求子网划分结果 已知IP地址和子网掩码求子网划分 B类地址...

    目录

    子网划分理论基础

    为什么进行子网划分

    • 减少网络流量,无论什么样的流量,我们都希望它少些,网络流量亦如此。如果没有可信赖的路由器,网络流量可能导致整个网络停顿,但有了路由器后,大部分流量都将呆在本地网络内,只有前往其他网络的分组将穿越路由器。路由器增加广播域,广播域越多,每个广播轻松划分子网域就越小,而每个网段的网络流量也越少。

    • 优化网络性能,这是减少网络流量的结果。

    • 简化管理,与庞大的网络相比,在一系列相连的小网络中找出并隔离网络问题更容易。

    • 有助于覆盖大型地理区域,WAN链路比LAN链路的速度慢得多,且更昂贵;单个大跨度的大型网络在前面说的各个方面都可能出现问题,而将多个小网络连接起来可提高系统的效率。
      ##明确需求
      我们创建子网的时候,一定是根据一定的要求创建的,这个要求就是我们实际的网络需求。一般我们按如下步骤来明确我们的网络需求:
      (1)确定需要的网络ID数:

    • 每个LAN子网一个;

    • 每条广域网连接一个。

    (2)确定每个子网所需的主机数:

    • 每个TCPIIP主机一个;
    • 每个路由器接口一个。

    (3)根据上述需求,确定如下内容:

    • 一个用于整个网络的子网掩码;
    • 每个物理网段的唯一子网ID;
    • 每个子网的主机范围。

    知识点

    • ip地址:我们需要知道网络地址分为A,B,C三类,并且知道ip地址是由网段号(net_id)+主机号(host_id)组成的.想要详细了解ip地址可以参考我这篇博文:为什么百度查到的ip和ipconfig查到的不一样;详解公网Ip和私网ip;详解网络分类ABC;

    • 子网掩码:要让子网划分方案管用,网络中的每台机器都必须知道主机地址的哪部分为子网地址,这是通过给每台机器分配子网掩码实现的。子网掩码是一个长32位的值,让IP分组的接收方能够将IP地址的网络ID部分和主机ID部分区分开来。网络管理员创建由1和0组成的32位子网掩码,其中的1表示lP地址的相应部分为网络地址或子网地址。

    并非所有网络都需要子网,这意味着网络可使用默认子网掩码。这相当于说IP地址不包含子网地址。下表列出了A类、B类和C类网络的默认子网掩码。
    这里写图片描述

    • CIDR:( Classless Inter-Domain Routing,元类域间路由选择).我们需要了解这种网络表示法。形式如:192.168.10.32/28。前面的数字是我们的网络地址,后面的28表示用28位来表示网络位,用32-28=4位来表示主机位。通过这种记法,我们能明确两个信息:
      • 网络地址:192.168.10.32
      • 子网掩码:255.255.255.240

    通过下表我们能明确子网掩码和斜杠表示法之间的关系
    这里写图片描述
    这里写图片描述
    其中/8-/15只能用于A类网络,/16-/23可用于A类和B类网络,而/24-/30可用于A类、B类和C类网络。这就是大多数公司都使用A类网络地址的一大原因,因为它们可使用所有的子网掩码,进行网络设计时的灵活性最大。

    子网划分常见问题

    • 选定的子网掩码将创建多少个子网?
      2^x个,其中x是子网掩码借用的主机位数。如:192.168.10.32/28,我们知道C类ip的默认子网掩码为:255.255.255.0,而由上文的CIDR知识,我们了解到这个ip的实际子网掩码是:255.255.255.240。原本最后一个字节应该是0(00000000),现在却是240(11110000)。故其借用了主机位4位来充当网络位。
      ** 这个地方不懂的话可以结合我后面的实际案例一起来看**
    • 每个子网可包含多少台主机?
      2^y-2台,其中y是没被借用的主机位的位数。-2是因为,主机位全为0的部分是这个子网的网段号(Net_id),全为1的部分是这个网段的广播地址。
    • 有哪些合法的子网?
      算出子网的步长(增量)。一个例子是256-192 = 64,即子网掩码为192时,步长为64。从0开始不断增加剧,直到到达子网掩码值,中间的结果就是子网,即0、64、128和192,
    • 每个子网的广播地址是什么?
      主机位全为1就是该子网的广播地址。一般我们这样计算:广播地址总是下一个子网前面的数.前面确定了子网为0、64、128和192,例如,子网0的广播地址为63,因为下一个子网为64;子网64的广播地址为127,因为下一个子网为128,以此类推。请记住,最后一个子网的广播地址总是255
    • 每个子网可包含哪些主机地址?
      合法的主机地址位于两个子网之间,但全为0和全为1的地址除外。例如,如果子网号(网段号)为64,而广播地址为127,则合法的主机地址范围为65-126,即子网地址和广播地址之间的数字。

    子网划分实例精析

    C类子网划分实例分析

    首先我们要知道C类可使用的全部子网掩码:
    这里写图片描述

    已知网络地址和子网掩码,求子网划分结果

    • 案例一:
      255.255.255.128 (/25)
      128的二进制表示为10000000,只有1位用于定义子网,余下7位用于定义主机。这里将对C类网络192.168.10.0进行子网划分。
      网络地址=192.168.10.0
      子网掩码=255.255.255.128
      回答五大问题:
      • 多少个子网?
        在128( 10000000 )中,取值为1的位数为1,借用了一位主机位,因此答案为2^1=2。
      • 每个子网多少台主机?
        有7个主机位取值为o( 10000000),还剩下7位主机位,因此答案是2^7-2= 126台主机。
      • 有哪些合法的子网?
        256 -128 = 128。也就是子网的增量是128.因此子网为0和128
      • 每个子网的广播地址是什么?
        在下一个子网之前的数字中,所有主机位的取值都为1,是当前子网的广播地址。对于子网0,下一个子网为128,因此其广播地址为127
      • 每个子网包含哪些合法的主机地址?
        合法的主机地址为子网地址和广播地址之间的数字。要确定主机地址,最简单的方法是写出子网地址和广播地址,这样合法的主机地址就显而易见了。

    下面我分别用图表和图画来表示该子网划分,以希望大家能有一个更深刻的理解。
    这里写图片描述
    这里写图片描述

    • 案例二:
      255.255.255.192 (/26)
      在第二个示例中,我们将使用子网掩码255.255.255.192对网络192.168.10.0进行子网划分。
      网络地址=192.168.10.0
      子网掩码=255.255.255.192
      下面来回答五大问题
      • 多少个子网?
        在192(11000000)中,取值为1的位数为2,因此答案为2^2=4个子网。
      • 每个子网多少台主机?有6个主机位的取值为o(11000000),因此答案是2^6-2=62台主机。
      • 有哪些合法的子网?
        256 -192 = 64。所以子网的步长[增量]为64,因此子网为0、64、128和192
      • 每个子网的广播地址是什么?
        在下一个子网之前的数字中,所有主机位的取值都为1,是当前子网的广播地址。对于子网0,下一个子网为64,因此其广播地址为63。以此类推。
      • 合法的主机地址有哪些?
        合法的主机地址为子网地址和广播地址之间的数字。要确定主机地址,最简单的方法是写出子网地址和广播地址,这样合法的主机地址就显而易见了。

    下面我分别使用图表和图画来更形象的展示这五大问题的答案。
    这里写图片描述
    这里写图片描述

    • 案例三:
      从这个案例开始,我不再一一回答这五大问题,大部分的思考是重复的,我只给出问题和图表类型的答案。
      255.255.255.224 (/27)
      这次我们将使用子网掩码255.255.255.224对网络192.168.10.0进行子网划分。
      网络地址=192.168.10.0
      子网掩码=255.255.255.224
      下表是图表类型的子网划分结果
      这里写图片描述

    • 案例四:
      255.255.255.240 (/28)
      再来看一个示例:
      网络地址=192.168.10.0
      子网掩码=255.255.255.240
      子网划分结果:
      这里写图片描述

    • 案例五:
      255.255.255.248 (/29)
      继续练习:
      网络地址=192.168.10.0
      子网掩码=255.255.255.248
      子网划分结果:
      这里写图片描述
      ###已知IP地址和子网掩码求子网划分
      **案例1: **
      已知ip地址=192.168.10.33 ,子网掩码=255.255.255.224,求该网络的子网划分。

    1. 求出子网增量:
      由于子网掩码是224,所以子网步长为256-224=32
    2. 求有哪些合法子网:
      由上文知道,子网的步长为32.因此子网为0、32、64等等
    3. 求出该Ip地址对应的子网号。
      因为主机地址33位于子网32和64之间,因此属于子网192.168.10.32
    4. 求该子网对应的广播地址:
      下一个子网为64,因此子网32的广播地址为63(广播地址总是下一个子网之前的数字)。
    5. 求合法的主机地址范围:
      33~62(子网和广播地址之间的数字)。

    案例2:
    ip地址=192.168.10.174
    子网掩码=255.255.255.240.合法的主机地址范围是多少呢?
    解答:子网掩码为240,因此将256减去240,结果为16,这是子网增量。要确定所属的子网,只需从零开始不断增加16,并在超过主机地址174后停止:0、16、32、48、64、80、96、112、128、144、160、176等。主机地址174位于160和176之间,因此所属的子网为160。广播地址为175,合法的主机地址范围为161~174。
    案例3:
    ip地址=192.168.10.17
    子网掩码=255.255.255.252 该IP地址属于哪个子网?该子网的广播地址是什么?
    解答:256 -252= 4,因此子网为0、4、8、12、16、20等(除非专门指出,否则总是从0开始)。主机地址17位于子网16和20之间,因此属于子网192.168.10.16,而该子网的广播地址为19,合法的主机地址范围为17-18。
    ##B类地址子网划分实例
    B类地址可使用的CIDR地址表:
    这里写图片描述
    注意:在B类地址中,有16位可用于主机地址。这意昧着最多可将其中的14位用于子网划分,因为至少需要保留2位用于主机编址。使用/16意味着不对B类网络进行子网划分,但它是一个可使用的子网掩码。

    已知网络地址和子网掩码求子网划分

    案例1:
    255.255.128.0 (/17)
    网络地址=172.16.0.0
    子网掩码=255.255.128.0

    • 多少个子网?
      2^1 =2 (与C类网络相同)借用了一位主机位。
    • 每个子网多少台主机?
      2^15 -2 = 32766 (主机位一共15位,第三个字节7位,第四个字节8位)。
    • 有哪些合法的子网?
      256 -128 = 128,因此子网为0和128。鉴于子网划分是在第三个字节中进行的,因此子网号实际上为0.0和128.0
    • 每个子网的广播地址是什么?(跟C类相同,广播地址总是下一个子网前面的数)
    • 合法的主机地址是什么?(子网号与广播地址之间的地址就是合法的主机地址)

    用图表来表示出上面的参数
    这里写图片描述
    案例2:
    255.255.255.128 (/25)
    这是一个非常难但是却十分适合生产环境的子网划分组合
    网络地址=172.16.0.0
    子网掩码=255.255.255.128

    • 多少个子网?
      2^9=512。一共借用了9个主机位
    • 每个子网多少台主机?
      2^7-2 = 126。 还有16-9=7位主机位
    • 有哪些合法的子网?
      这是比较棘手的部分。这个地方的子网增量应该是 256-255=1,因此第三个字节的可能取值为0、1 、2、3…255;但别忘了,第四个字节还有一个子网位。还记得前面如何在C类网络中处理只有一个子网位的情况吗?这里的处理方式相同。也就是说第三个字节的每个取值都有0和128这两种情况。例如,如果第三个字节的取值为3,则对应的两个子网为3.0和3.128。因此总共有512个子网。
    • 每个子网的广播地址是什么?(下一个子网地址的前一位)
    • 合法的主机地址是什么?(介于子网地址和该子网的广播地址之间的就是主机地址)
      下面用图表列出这个例子的子网划分结果:
      这里写图片描述

    已知ip地址和子网掩码求子网划分

    当使用cidr表示子网划分,网络位的位数>24时,比如/25,/27.我们只需要考虑第四个字节。<=24时,我们只需要考虑第三个字节,因为第四个字节的主机位并没有被借用,并没有参与到子网划分。

    • 问题:172.16.10.33/27属于哪个子网?该子网的广播地址是多少?
      答案:这里只需考虑第四个字节。256-224=32,故第四个字节的变化为0、32、64…。33位于32和64之间,但子网号还有一部分位于第三个字节,因此
      答案是该地址位于子网10.32中。由于下一个子网为10.64,该子网的广播地址为172.16.10.63
    • 问题:IP地址=172.16.66.10;子网掩码=255.255.192.0(/18)属于哪个子网?该子网的广播地址是多少?
      答案:这里需要考虑的是第三个字节,而不是第四个字节。256-192=64,因此子网为0.0、64.0、128.0等。所属的子网为172.16.64.0。由于下一个子网为128.0,该子网的广播地址为172.16.127.255。
    • 问题:IP地址=172.16.50.10;子网掩码=255.255.224.0(/19)属于哪个子网?该子网的广播地址是多少?
      答案:只需要考虑第三个字节。256-224=32,因此子网为0.0、32.0、64.0等(所属的子网为172.16.32.0,因而其广播地址为172.16.63.255,因为下一个子网为64.0。
    • 问题:IP地址=172.16.45.14;子网掩码=255.255.255.252(/30)属于哪个子网?该子网的广播地址是多少?
      答案:这里需要考虑哪个字节呢?第四个。256-252=4,因此子网为0、4、8、12、16等。所属的子网为172.16.45.12,而该子网的广播地址为172.16.45.15,因为下一个子网为172.16.45.16。
      ##A类子网划分实例
      A类网络的子网划分与B类和C类网络没有什么不同,但需要处理的是24位,而B类和C类网络中需处理的分别是16位和8位。
      可用于A类的所有子网掩码:
      这里写图片描述

    已知网络地址和子网掩码求子网划分

    案例1:
    255.255.240.0(/20)
    网络地址=10.0.0.0
    子网掩码=255.255.240.0(/20)时,12位用于子网划分,余下12位用于主机编址。

    • 多少个子网?
      2^12=4096。
    • 每个子网的主机数?
      2^12-2=4094
    • 有哪些合法的子网?
      需要考虑哪些字节?借用的主机号来自于第二和第三个字节,因此要考虑第二个和第三个字节,在第二个字节中,子网号的间隔为1;在第三个字节中,子网号为0、16、32等,因为256-240=160
    • 每个子网的广播地址是什么?
    • 合法的主机地址是什么?
      具体划分如表中所示:
      这里写图片描述

    案例2:
    网络地址=10.0.0.0
    子网掩码=255.255.255.192(/26)
    这个例子将第二个、第三个和第四个字节用于划分子网。

    • 多少个子网?
      2^18=262144。
    • 每个子网的主机数?
      2^6-2=62。
    • 有哪些合法的子网?
      在第二个和第三个字节中,子网号间隔为1,而在第四个字节中,子网号间隔为64
    • 每个子网的广播地址是什么?
    • 合法的主机地址是什么?

    下面只列出最后一部分的子网划分
    这里写图片描述

    已知ip地址和子网掩码求子网划分

    最后一个案例:
    ip地址=10.1.3.65/23
    求该ip地址对应的子网以及该子网合法的主机地址和广播地址:
    **回答:**首先,如果不知道/23对应的子网掩码,你就回答不了这个问题。它对应的子网掩码为255.255.254.0。这里需要注意的字节为第三个。256-254=2,因此第三个字节的子网号为0、2、4、6等。在这个问题中,主机位于子网2.0中,而下一个子网为4.0,因此该子网的广播地址为3.255。10.1.2.1~10.1.3.254中的任何地址都是该子网中合法的主机地址。
    #小结
    所有的子网划分都是基于C类作为基础的,如果我们能够突破c类这个难关就一定能看明白子网划分。另外,该博文当中大量实例来自于《CCNA学习指南一书》,如果有想深入了解计算机网络的同学可以下载此书:CCNA学习指南下载地址
    **ps:写博客不容易,转载请注明出处,by 小小呆 **

    展开全文
  • 行业分类-物理装置-区域划分分类方法、装置和计算机可读存储介质.zip
  • 计算机网络--IP地址的分类与子网划分
  • 网络学习\1[1].IP地址的分类与划分子网05.ppt ,学习子网划分,了解IP地址的分类与应用等
  • 分类算法 - 数据集介绍与划分

    千次阅读 2019-03-26 17:21:41
    知道sklearn的分类、回归数据集 思考:拿到的数据是否全部都用来训练一个模型? 1 数据集的划分 机器学习一般的数据集会划分为两个部分: 训练数据:用于训练,构建模型 测试数据:在模型检验时使用,用于评估...

    学习目标

    • 知道数据集的分为训练集和测试集
    • 知道sklearn的分类、回归数据集

    思考:拿到的数据是否全部都用来训练一个模型?

    1 数据集的划分

    机器学习一般的数据集会划分为两个部分:

    • 训练数据:用于训练,构建模型
    • 测试数据:在模型检验时使用,用于评估模型是否有效

    划分比例:

    • 训练集:70% 80% 75%
    • 测试集:30% 20% 25%

    API

    • sklearn.model_selection.train_test_split(arrays, *options)
      • x 数据集的特征值
      • y 数据集的标签值
      • test_size 测试集的大小,一般为float
      • random_state 随机数种子,不同的种子会造成不同的随机采样结果。相同的种子采样结果相同。
      • return ,测试集特征训练集特征值值,训练标签,测试标签(默认随机取)

    2 sklearn数据集介绍

    2.1 API

    • sklearn.datasets
      • 加载获取流行数据集
      • datasets.load_*()
        • 获取小规模数据集,数据包含在datasets里
      • datasets.fetch_*(data_home=None)
        • 获取大规模数据集,需要从网络上下载,函数的第一个参数是data_home,表示数据集下载的目录,默认是 ~/scikit_learn_data/

    2.2 分类和回归数据集

    • 分类数据集

    • sklearn.datasets.fetch_20newsgroups(data_home=None,subset=‘train’)
      • subset: 'train'或者'test','all',可选,选择要加载的数据集.训练集的“训练”,测试集的“测试”,两者的“全部”
    • 回归数据集

    2.3 返回类型

    • load和 fetch返回的数据类型datasets.base.Bunch(字典格式)
      • data:特征数据数组,是 [n_samples * n_features] 的二维 numpy.ndarray 数组
      • target:标签数组,是 n_samples 的一维 numpy.ndarray 数组
      • DESCR:数据描述
      • feature_names:特征名,新闻数据,手写数字、回归数据集没有
      • target_names:标签名
    展开全文
  •  CIDR中文全称是无分类域间路由选择,英文全称是Classless Inter-Domain Routing,在平常,大家多称之为无分类编址,它也是构成超网的一种技术实现。 2. CIDR子网划分 3. 总结

    CIDR地址块及其子网划分(内含原始IP地址分类及其子网划分的介绍)


    1. 原始的IP地址表示方法及其分类(近几年慢慢淘汰)


        IP地址是由4字节,32位表示的,为了表示方便,通常用点分十进制表示法,例如大家常见的:192.168.0.52,四个字节,通过点进行分隔,看起来十分清晰。IP地址的32位是由网络号+主机号组成的,也就是说这32位中,左边的某些连续位表示网络号,右边的某些连续位表示主机号,那么我们平常在讨论这一系列问题的时候,会有一个“网络地址”的概念,一般来说网络地址并不等于IP地址,网络地址就是IP地址中的网络号,然后主机号全部取0。IP地址可以表示为:

        IP地址 ::= {<网络号>, <主机号>},将主机号置0,就可以得到网络地址。

        最初的IP地址是被划分为5类,不过大家经常见到和谈到的只有3类,即A类、B类、C类,如图1所示:

    图1 IP地址的分类

        从图1中可以看到基本的划分,由于本篇文章主要讲CIDR,所以对于IP地址最初的分类表示法就不过多讲述,在CIDR中已经废弃了IP地址的分类,无分类编址的命名也是由此得来的,所以目前基本已经不再采用所谓的A类、B类、C类的IP地址分类表示法,不过作为比较经典的过去使用的方法,大家了解一下即可。图1中表示得十分清楚,大家从左边看起,搞明白每一类地址的前缀、网络地址、主机地址的位数即可,通过这个位数,大家可以计算出每类网络的可支配网络数以及可连接主机数,对相应的位数求2的幂即可。


    图2 IP地址的指派范围和一般不使用的IP地址

        从图2中,我们可以清晰地看出来每类网络所指派的网络数和主机数,以及哪些地址一般不使用,这里需要注意一点,就是最大可指派网络数中会减掉2或者1,其实后面的最大主机数大家计算一下会发现都减去了2,这是为什么呢?这是因为A类的前缀是0,所以网络号加上前缀的8位可以出现全0的情况,而且127(01111111)作为环回地址用来测试,所以不指派,故而需要减去2,B类和C类的前缀分别是10和110,所以网络号加上前缀不可能出现全0的情况,不过B类的128.0.0.0和C类的192.0.0.0也是不指派的,所以B类和C类只需要减去这一个不指派的网络地址即可。那么主机数为什么都减去2呢?这是因为主机号分别为全0和全1的情况一般是不分配的,这两个特殊的地址有特殊的用途,所以要减去2。

        关于分类的IP地址就介绍到这里,还要强调一下,目前已经不采用分类表示法,所以大家重点关注CIDR表示法。

    2. 基本的子网划分方法


        在讲述CIDR之前我们先来简单介绍一下基本的子网划分方法。

        上面所述的IP地址表示方法可以称之为两级IP地址,即网络号和主机号组成的IP地址。但是由于IP地址空间的利用率有时很低、给每一个物理网络分配一个网络号会使路由表变得太大以及两级IP地址不够灵活等原因,就出现了所谓的子网划分。子网划分实际上就是将原来的两级IP地址转变为三级IP地址,表示如下:

        IP地址 ::= {<网络号>, <子网号>, <主机号>}

        从上面的表示可以看出,子网划分就是在32位中借了几位用来表示子网号,注意,这里的网络号的位数是不变的,子网号是从主机号中借走的,所以大家想一想就可以明白,子网划分实际上就是减少了主机数,分配到不同的子网,每个子网包含一定的主机数。子网的概念也就可以理解为,将一个大的网络在其内部划分成几个小的子网,但是需要注意的是,对于该网络的外层来看,还是一个大的网络,只有该网络内部才可以看到其进行了子网划分。例如:某个机构给某高校分配了一个大的网络,而该高校内部又进行了子网划分,将不同的子网分配给不同的学院,此时对于该机构来说,该高校还是一个大的网络,在其看来并没有变化,只有该高校自己才知道自己内部又进行了子网划分。

        子网划分中有一个十分重要的概念就是子网掩码。  那么什么是子网掩码呢?大家想一想,在传输的过程中,路由器是怎么识别子网划分后的IP地址中的网络地址的?如果不提供任何信息,路由器肯定还是傻傻分不清楚,所以就出现了子网掩码。子网掩码其实很简单,就是将网络号和子网号对应的位全部置1,将主机号对应的位置0,就得到了子网掩码。例如:一个IP地址是145.13.3.10,其是B类地址,假如我们用8位来表示子网号,那么网络号加上子网号一共24位,所以将这24位置1,其余置0,那么子网掩码就是255.255.255.0。紧接着,我们可以看出来,用子网掩码和IP地址逐位进行“与”运算,就可以得到网络地址,所以该IP地址的网络地址就是145.13.3.0,下面我从《计算机网络第5版》谢希仁编著的书中摘取了两个例子,帮助大家理解。


    图3 子网划分的例题

        从上面的例子中可以看出子网掩码的使用和计算,这两个例子也说明了同样的IP地址和不同的子网掩码可以得出相同的网络地址。但是不同的掩码效果是不同的,因为它们的子网号和主机号的位数是不一样的,从而可划分的子网数和每个子网中的最大主机数都是不一样的。

        最后,我们需要注意的是,在之前基本的子网划分中,借走主机号两位,只能划分4-2=2个子网,这是因为全0和全1不使用,一般至少借走两位,其他位数的划分是一样的,都需要减去2,但是CIDR表示法中的子网划分就不用减2,因为其也使用全0和全1。

    3. CIDR概述及其地址块计算


        CIDR中文全称是无分类域间路由选择,英文全称是Classless Inter-Domain Routing,在平常,大家多称之为无分类编址,它也是构成超网的一种技术实现。CIDR在一定程度上解决了路由表项目过多过大的问题。CIDR之所以称为无分类编址,就是因为CIDR完全放弃了之前的分类IP地址表示法,它真正消除了传统的A类、B类、C类地址以及划分子网的概念,它使用如下的IP地址表示法:

        IP地址 ::= {<网络前缀>, <主机号>} / 网络前缀所占位数

        CIDR仅将IP地址划分为网络前缀和主机号两个部分,可以说又回到了二级IP地址的表示,不过大家要注意,最后面用“/”斜线分隔,在其后写上了网络前缀所占的位数,这样就不需要告知路由器地址掩码,仅需要通过网络前缀所占的位数就可以得到地址掩码,为了统一,CIDR中的地址掩码依然称为子网掩码。

        CIDR表示法给出任何一个IP地址,就相当于给出了一个CIDR地址块,这是由连续的IP地址组成的,所以CIDR表示法构成了超网,实现了路由聚合,即从一个IP地址就可以得知一个CIDR地址块。例如:已知一个IP地址是:128.14.35.7/20,那么这个已知条件告诉大家的并不仅仅是一个IP地址这么简单,我们来分析一下。

        128.14.35.7/20 = 10000000  00001110  00100011  00000111

        即前20位是网络前缀,后12位是主机号,那么我们通过令主机号分别为全0和全1就可以得到一个CIDR地址块的最小地址和最大地址,即

        最小地址是:128.14.32.0      = 10000000  00001110  00100000  00000000 
        最大地址是:128.14.47.255  = 10000000  00001110  00101111 11111111     
        子网掩码是:255.255.240.0  = 11111111  11111111  11110000  00000000 

        因此就可以看出来,这个CIDR地址块可以指派(47-32+1)*256=4096个地址,这里没有把全0和全1除外。

    4. CIDR子网划分


        在CIDR表示法中也可以进行进一步的子网划分,和前面的子网划分类似,我们只需要从主机号中借走一定的位数即可,这里与前面的基本子网划分不同,借走2位时可以划分成4个子网,不用减2,其他位数类似。下面通过一个例子来讲解CIDR中的子网划分。

        例:某个机构拥有一个大的CIDR地址块,即206.0.64.0/18,现在某个高校需要申请一个较大的CIDR地址块以供学校使用,学校内部又分为4个系,由于每个系的人数不一样,所以要给人数较多的系分配较多的IP地址,人数较少的系分配较少的IP地址,现在采用以下的分配方案:

        机构分配给该高校一个CIDR地址块:206.0.68.0/22,然后该高校内部的分配方案如下:

        一系:206.0.68.0/23,一系内部又分为206.0.68.0/25、206.0.68.128/25、206.0.69.0/25和206.0.69.128/25四个子网。
        二系:206.0.70.0/24,二系内部又分为206.0.70.0/26、206.0.70.64/26、206.0.70.128/26和206.0.70.192/26四个子网。
        三系:206.0.71.0/25,三系内部又分为206.0.71.0/26和206.0.71.64/26两个子网。
        四系:206.0.71.128/25,四系内部又分为206.0.71.128/26和206.0.71.192/26两个子网。

        请分析以上方案划分的具体细节。

       答:这是一个CIDR子网划分中比较复杂的例子,如果大家能分析透彻这个例子,那么对于CIDR的子网划分的计算就基本不在话下了。

        我们一步一步来讨论:

        第一,这个机构拥有的地址块是206.0.64.0/18 =206.0.0100 0000.0000 0000/18,网络前缀是18位,所以其

        最小地址是:206.0.64.0/18       = 206.0.0100 0000.0000 0000/18
        最大地址是:206.0.127.255/18 = 206.0.0111 1111.1111 1111/18
        子网掩码是:255.255.192.0/18 = 1111 1111.1111 1111.1100 0000.0000 0000/18
        拥有的地址数:(127-64+1)*(255-0+1)=16384

        然后,我们来看一下这个机构给该高校分配的CIDR地址块,即206.0.68.0/22,由此可以看出来网络前缀由18增加到了22,所以该机构相当于将其CIDR地址块划分成了16个子块即子网,然后给该高校了第二个子网,即206.0.0100 0100.0/22,黑色加粗的部分是原来的网络前缀,后面红色部分类似于前面介绍的子网号,由于是4位,所以可以从0000~1111,共16个子网,0001自然就是第二个子网。

        第二,既然高校拥有了机构的第二个子网的CIDR地址块206.0.68.0/22 = 206.0.0100 0100.0/22,其网络前缀是22位,所以其

        最小地址是:206.0.68.0/22       = 206.0.0100 0100.0000 0000/22
        最大地址是:206.0.71.255/22   = 206.0.0100 0111.1111 1111/22
        子网掩码是:255.255.252.0/22 = 1111 1111.1111 1111.1111 1100.0000 0000/22
        拥有的地址数:(71-68+1)*(255-0+1)=1024

        然后该高校内部又对这个CIDR地址块进行了划分,进一步得到了高校内部的子网,紧接着我们来看看一系的CIDR地址块是怎么得到的。

        第三,一系的CIDR地址块是206.0.68.0/23,可以看出来其网络前缀相对于高校的CIDR地址块来说增加了1位,说明高校首先将其CIDR地址块划分成了2个子网,其中一个给了一系。那么这两个子网分别是:一系的:206.0.68.0/23 = 206.0.0100 0100.0/23剩余的(记为余1):206.0.70.0/23 =206.0.0100 0110.0/23,注意其中的红色部分就是新增的这一位,用来标志两个子网。

        那么,一系的
        最小地址是:206.0.68.0/23       = 206.0.0100 0100.0000 0000/23
        最大地址是:206.0.69.255/23   = 206.0.0100 0101.1111 1111/23
        子网掩码是:255.255.254.0/23 = 1111 1111.1111 1111.1111 1110.0000 0000/23
        拥有的地址数:(69-68+1)*(255-0+1)=512

        余1的
        最小地址是:206.0.70.0/23       = 206.0.0100 0110.0000 0000/23
        最大地址是:206.0.71.255/23   = 206.0.0100 0111.1111 1111/23
        子网掩码是:255.255.254.0/23 = 1111 1111.1111 1111.1111 1110.0000 0000/23
        拥有的地址数:(71-70+1)*(255-0+1)=512

        现在,一系的CIDR地址块已经很明确,然后一系内部又进行了划分,即又分为206.0.68.0/25、206.0.68.128/25、206.0.69.0/25和206.0.69.128/25四个子网,网络前缀从23位变成了25位,相当于占用了主机号两位,所以可以划分为4个子网,分别对应00、01、10、11这四个子网,这四个子网的最小地址、最大地址以及子网掩码和拥有的地址数按照上述的方法就可以得到,这个比较简单,建议大家可以自己手动计算一下,正好看看自己掌握了多少,这里就不再给出这四个子网的细节。

        第四,一系明确以后,就要考虑其他系的划分,可以看到二系分配到的CIDR地址块是206.0.70.0/24,可以看出来其网络前缀相对于余1的CIDR地址块来说增加了1位,说明余1的CIDR地址块被划分成了2个子网,其中一个给了二系。那么这两个子网分别是:二系的:206.0.70.0/24 = 206.0.0100 0110.0/24剩余的(记为余2):206.0.71.0/24 =206.0.0100 0111.0/24注意其中的红色部分就是新增的这一位,用来标志两个子网。

        那么,二系的
        最小地址是:206.0.70.0/24       = 206.0.0100 0100.0000 0000/24
        最大地址是:206.0.70.255/24   = 206.0.0100 0100.1111 1111/24
        子网掩码是:255.255.255.0/24 = 1111 1111.1111 1111.1111 1111.0000 0000/24
        拥有的地址数:(70-70+1)*(255-0+1)=256

        余2的
        最小地址是:206.0.71.0/24       = 206.0.0100 0111.0000 0000/24
        最大地址是:206.0.71.255/24   = 206.0.0100 0111.1111 1111/24
        子网掩码是:255.255.255.0/24 = 1111 1111.1111 1111.1111 1111.0000 0000/24
        拥有的地址数:(70-70+1)*(255-0+1)=256

        现在,二系的CIDR地址块已经很明确,然后二系内部又进行了划分,即又分为206.0.70.0/26、206.0.70.64/26、206.0.70.128/26和206.0.70.192/26四个子网,网络前缀从24位变成了26位,相当于占用了主机号两位,所以可以划分为4个子网,分别对应00、01、10、11这四个子网,这四个子网的最小地址、最大地址以及子网掩码和拥有的地址数按照上述的方法就可以得到,这个比较简单,建议大家可以自己手动计算一下,正好看看自己掌握了多少,这里就不再给出这四个子网的细节。

        第五,二 系明确以后,就要考虑其他系的划分,可以看到三系分配到的CIDR地址块是206.0.71.0/25,而四系分配到的CIDR地址块是206.0.71.128/25,可以看出来其网络前缀相对于余2的CIDR地址块来说增加了1位,说明余2的CIDR地址块被划分成了2个子网,其中一个给了三系,另外一个给了四系。那么这两个子网分别是: 三系的:206.0.71.0/25 = 206.0.71.0000 0000/25 四系的:206.0.71.128/25 = 206.0.71.1000 0000/25 ,注意其中的红色部分就是新增的这一位,用来标志两个子网。

        那么,三系的
        最小地址是:206.0.71.0/25       = 206.0.0100 0100.0000 0000/25
        最大地址是:206.0.71.127/25   = 206.0.0100 0100.0111 1111/25
        子网掩码是:255.255.255.128/25 = 1111 1111.1111 1111.1111 1111.1000 0000/25
        拥有的地址数:(71-71+1)*(127-0+1)=128

       
        四系的
        最小地址是:206.0.71.128/25   = 206.0.0100 0100.1000 0000/25
        最大地址是:206.0.71.255/25   = 206.0.0100 0100.1111 1111/25
        子网掩码是:255.255.255.128/25 = 1111 1111.1111 1111.1111 1111.1000 0000/25
        拥有的地址数:(71-71+1)*(255-128+1)=128

        现在,三系和四系的CIDR地址块已经很明确,到目前为止,该高校已经将所有的CIDR地址块分配给了四个系,一系有512个地址,二系有256个地址,三系和四系各有128个地址。然后三系内部又进行了划分,即又分为206.0.71.0/26和206.0.71.64/26两个子网,网络前缀从25位变成了26位,相当于占用了主机号一位,所以可以划分为2个子网,分别对应0、1这两个子网,同时,四系内部也又进行了划分,即又分为206.0.71.128/26和206.0.71.192/26个子网,网络前缀从25位变成了26位,相当于占用了主机号一位,所以可以划分为2个子网,分别对应0、1这两个子网,三系和四系各自的 个子网的最小地址、最大地址以及子网掩码和拥有的地址数按照上述的方法就可以得到,这个比较简单,建议大家可以自己手动计算一下,正好看看自己掌握了多少,这里就不再给出这些子网的细节。

        至此,我们已经分析完了本题,上面都是我一位位自己敲上去的,所以大家看完后想要稳固掌握的话建议自己也计算一遍,如果发现我有错误,欢迎大家指正。

        最后,我用一副图来展示下这个划分过程。


    图4 上述例题的图解

    5. 总结


        总之,目前已经广泛使用CIDR表示法,之前的分类方法和子网划分已经很少使用,所以大家要重点掌握CIDR表示法及其子网划分,了解以前的基本分类和划分方法即可。    

        上述内容都是本人一个字一个字敲上去的,那些粗体和红色的标注也是我细心注释的,图4是我按照分析的流程一步步画的,转载请注明出处,欢迎大家指正,谢谢。
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  • 掌握子网划分及超网划分方法 网络号主机号的计算 掌握无分类编址的概念和使用 1、IP地址的种类和用途 IP用途:标记某个主机所在的位置 种 类:分类编址(早期设计,存在缺陷)和无分类编址(用来代替分类编制...

    本次我将从以下5个方面介绍IP地址(由于篇幅的问题,本篇我只介绍分类编址,无分类编址将在下一篇介绍)

    1. 了解IP地址的用途和种类
    2. 了解分类编址和无分类编址区别
    3. 掌握子网划分及超网划分方法
    4. 网络号与主机号的计算
    5. 掌握无分类编址的概念和使用

    1、IP地址的种类和用途

    IP用途:标记某个主机所在的位置
    种   类:分类编址(早期设计,存在缺陷)和无分类编址(用来代替分类编制)

    2、分类编址

    2.1、IP地址的表示方法

    2.2、IP地址分类编址

            由上图可以看出IP地址由两部分组成,即网络地址主机地址。网络地址表示其属于互联网的哪一个网络,主机地址表示其属于该网络中的哪一台主机。二者是主从关系。

    2.3、网络地址范围

    A类:1.0.0.0到127.255.255.255 (二进制表示为:00000001 00000000 00000000 00000000 -- 01111111 11111111 11111111 11111111)。最后一个是广播地址。其子网掩码为255.0.0.0,每个网络只能包含 (2^24) - 2=16777214台计算机(除去一个网络地址和一个广播位)。因此一般用于大型网络。

    B类:128.0.0.0-191.255.255.255(二进制表示为:10000000 00000000 00000000 00000000--10111111 11111111 11111111 11111111)。 最后一个是广播地址。其子网掩码为255.255.0.0,每个网络最多只能包含 (2^16) - 2=65534台计算机。一般用于中型规模网络。

    C类:192.0.0.0-223.255.255.255(二进制表示为: 11000000 00000000 00000000 00000000 - 11011111 11111111 11111111 11111111)。最后一个是广播地址。其子网掩码为255.255.255.0,每个网络最多只能包含 (2^8) - 2=254台计算机。一般用于小型网络。

    总结如下:

    2.4、特殊的网址

    1、每一个字节都为0的地址(“0.0.0.0”)对应于当前主机

    2、IP地址中的每一个字节都为1的IP地址(“255.255.255.255”)是当前子网的广播地址

    3、IP地址中不能以十进制“127”作为开头,该类地址中数字127.0.0.1到127.255.255.255用于回路测试,如:127.0.0.1可以代表本机IP地址,ping 127.0.0.1 可以测试本机TCP/IP是否正常。

    4、0.0.0.0 —当一台主机还没有被分配一个IP地址的时候,用于表示主机本身;被保留用来指向默认路由。

    2.5、私有地址

           在现在的网络中,IP地址分为公网IP地址和私有IP地址。公网IP是在Internet使用的IP地址,而私有IP地址则是在局域网中使用的IP地址。

    2.6、路由器转发分组的步骤
            先按所要找的 IP 地址中的网络号net-id 把目的网络找到。当分组到达目的网络后,再利用主机号host-id 将数据报直接交付给目的主机。按照整数字节划分 net-id 字段和host-id 字段,就可以使路由器在收到一个分组时能够更快地将地址中的网络号提取出来。

    3、子网划分以及超网划分

    3.1、子网划分(基于每类的IP网络进一步分成更小的网络)

            子网划分是通过借用IP地址的若干位主机地址来充当子网地址(从左面第一位不是网络号的位开始借,而且借位必须是连续的不能跳跃),从而将原网络划分为若干子网而实现的。划分子网时,随着子网地址借用主机位数的增多,子网的数目随之增加,而每个子网中的可用主机数逐渐减少。

    3.1.1、划分目的

    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。

    3.1.2、例题

    例1、网络地址192.168.10.0(11000000 10101000 00001010 00000000);子网掩码255.255.255.192/26(11111111 11111111 11111111 11000000)

    解:该网络地址为C类地址,由此可推出,其子网数=2^2=4,主机数=2^6-2=62。

    例2、给定一个C类地址 192.168.5.0,要求划分20个子网,每个子网5 个主机,求符合要求的子网掩码。

    解:正推(从子网数推):

    20个子网——>2^m=20——>m=5,则其子网掩码为255.255.255.248/29(11111111 11111111 11111111 11111000)

     逆推(从主机数推):

    每个子网5个主机——>2^n-2=5(减去主机地址全为 "0" 和全为 "1" 两种情况)——>n=3,则其子网掩码为255.255.255.248/29(11111111 11111111 11111111 11111000)

    3.2、超网划分(把一些小网络组合成一个大网络—超网)

    例:由2048个C类网络组成一个超网,从192.24.0.0到192.31.255.0,掩码应该是多少?

    解:192.24.0.0--11000000.00011000.00000000.00000000

           192.31.0.0--11000000.00011111.00000000.00000000

    从左到右取相同的位数为子网掩码位数,共13位,其掩码为255.248.0.0。

    4、网络号与主机号的计算

    例:有一个C类地址为:  192.168.1.1,其默认子网掩码为255.255.255.0,求其网络地址和主机地址。

    解:①    将IP地址 192.168.1.1 转换为二进制:    11000000 10101000 00000001 00000001

           ②    子网掩码 255.255.255.0 转换为二进制:11111111 11111111 11111111 00000000

           ③    将两个二进制数进行逻辑与(AND)运算后,得出的结果即为网络地址

                  IP地址:192.168.1.1          11000000 10101000 00000001 00000001

                  掩码:255.255.255.0         11111111 11111111 11111111 00000000

                  网络号:192.168.1.0          11000000 10101000 00000001 00000000

          ④将子网掩码取反再与IP地址进行逻辑与(AND)运算后,得到的结果即为主机地址

                 IP地址:192.168.1.1           11000000 10101000 00000001 00000001

                 掩码取反:0.0.0.255           00000000 00000000 00000000 11111111

                主机地址:0.0.0.1                00000000 00000000 00000000 00000001

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