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编程问答

网络基础知识--子网划分

發布時間：2025/3/15 编程问答 48 豆豆

生活随笔收集整理的這篇文章主要介紹了网络基础知识--子网划分小編覺得挺不錯的,現在分享給大家,幫大家做個參考.

　　?一：網絡設備及其架構介紹

計算機網絡發展過程

　　計算機與通信的融合過程就是計算機網絡的發展過程，利用通信線路把位于不同的點上的多個計算機系統相互連接起來便形成了計算機網絡，在網絡中，通過功能完善的網絡軟件的管理，可以共享某些軟件，硬件和數據資源。

　　計算機網絡是計算機技術與通訊技術緊密結合的產物，計算機網絡的發展過程經歷了三個階段：具有通信功能的單機系統，具有通信功能的多機系統和計算機網絡。

面向終端分布的計算機系統

　　計算機--終端系統是把多臺遠程終端設備，通過公用電話網鏈接到一臺中央計算機所構成的面向終端分布的計算機系統，就解決遠程信息收集，計算和處理。計算機--終端系統提供了計算機通信的許多基本技術，而這種系統本身也成為以后發展的計算機網絡組成部分。因此，這種終端聯機系統也稱為面向終端分布的計算機通信網，也有人稱他為第一代的計算機網絡。

分組交換數據網

　　由于計算機的數據是突發式和間歇性的出現在傳輸線路上，因此傳統的電路交換技術不適合計算機數據的傳輸。在整個占線期間，真正傳送數據的時間往往不到10%甚至只有1%，所以他對線路的利用率很低，不過他的優點是實時性比較好。

局域網（LAN）的發展

　　局域網有三種基本的拓撲結構，分別是總線型，環形和星型。市場提供的三種實用的傳輸介質是雙絞線，同銖電纜和光纖，無線傳輸介質的無限LAN也正在受到重視。

二，ip地址的定義和分類

2.1定義

ip地址是唯一標識網絡上的計算機，ip是由一個32位的0,1字符串組成。網絡中的每個路由或者主機都會擁有一個獨一無二的ip地址。用于區分用戶。

根據tcp／ip協議，連接在internet上的每個設備都必須有一個ip地址，他是一個32位二進制數，也可以用點分十進制表示，每八位一組，用一個十進制表示即0～255，每組用"."分隔開，例如172.16.45.10

ip地址表示

2.2 ip分類

32比特的ip地址被分為兩個部分：

????????? ————網絡號（NetWork ID ， NID）

???????? ————主機號（Host ID，HID）

IPv4定義了5類ip地址，分別為A，B，C，D，E類地址。

A類地址：
A類地址前1段網絡號，后3段主機號，并且第一位必須為0：

標志位網絡位24位主機號

0	XXX XXXX	XXXX XXXX XXXX XXXX XXXX XXXX
第一位域最小值->	0 000 0001 (1)	全0不取
第一位域最大值->	0 111 1110 (126)	全1不取

B類地址：
B類地址前2段網絡號，后2段主機號，

標志位網絡位16位主機號

10	XX XXXX XXXX XXXX	XXXX XXXX XXXX XXXX
第一位域最小值->	10 00 0000 (128)	?
第一位域最大值->	10 11 1111 (191)	?

C類地址：
C類地址前3段網絡號，后1段主機號，

標志位網絡位8位主機號

110	X XXXX XXXX XXXX XXXX XXXX	XXXX XXXX
第一位域最小值->	110 0 0000 (192)	?
第一位域最大值->	110 1 1111 (223)	?

D類地址：
D類地址主要作為組播地址存在。

標志位網絡位?

1110	XXXX XXXX XXXX XXXX XXXX XXXX XXXX	?
第一位域最小值->	1110 0000 (224)	?
第一位域最大值->	1110 1111 (239)	?

- E類地址：
  E類地址主要用于實驗：

將ip地址中的網絡位和主機位固定下來后，ip地址被分成了不同的積累：A類，B類，C類，D類，E類

2.3特殊ip地址

網絡地址：用于表示網絡本身，具有正常的網絡號部分，而主機號部分全部為0的ip地址稱之為網絡地址，如172.16.45.0就是一個B類網絡地址

廣播地址：用于向網絡中的所有的設備進行廣播。具有正常的網絡號部分，而主機號部分全為1(即255)的ip地址稱之為廣播地址，如172.16.45.255就是一個B類的網絡地址

有限廣播地址：指的是32位全位1(即255.255.255.255)的ip地址，用于本網廣播

回送地址：網絡地址不能以十進制的127作為開頭，在地址中數字127保留給系統作為診斷用，稱為歡送地址，如127.0.0.1用于回路測試

私有地址：只能在局域網內使用，不能在internet上使用的ip地址稱為私有ip地址，私有ip地址有：

10.0.0.0～10.255.255.255，表示一個A類地址

172.16.0.0~172.31.255.255,表示16個B類地址

192.168.0.0～192.168.255.255，表示256個C類地址

0.0.0.0:指已經不是真正意義上的ip地址，它表示的是所有不清楚主機和目的網絡，這里的不清楚指的是在本機路由表里沒有特定條目指明如何到達

2.4子網掩碼

RFC 950定義了子網掩碼的使用，子網掩碼是一個32位的2進制數，其對應網絡地址的所有位置都為1，對應于主機地址的所有位置都為0。由此可知，A類網絡的默認子網掩碼是255.0.0.0，B類網絡的默認子網掩碼是255.255.0.0，C類網絡的默認子網掩碼是255.255.255.0。將子網掩碼和IP地址按位進行邏輯“與”運算，得到IP地址的網絡地址，剩下的部分就是主機地址，從而區分出任意IP地址中的網絡地址和主機地址。子網掩碼常用點分十進制表示，我們還可以用CIDR的網絡前綴法表示掩碼，即“/<網絡地址位數>；”。如138.96.0.0/16表示B類網絡138.96.0.0的子網掩碼為255.255.0.0。

子網掩碼用于識別ip地址中的網絡地址和主機地址。

子網掩碼也是32位二進制數字，在子網掩碼中，對應于網絡地址部分全用1表示，主機部分全用0表示?

還可以用網絡前綴表示子網掩碼，即"／<網絡地址位數>"，如172.16.45.0/24表示B類網絡172.16.45.0的子網掩碼為255.255.255.0

2.5 ip地址申請

https://www.processon.com/mindmap/57fdad47e4b08d4fe9b3d7e2

2.6? IP判斷

子網掩碼告知路由器，IP地址的前多少位是網絡地址，后多少位（剩余位）是主機地址，使路由器正確判斷任意IP地址是否是本網段的，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，子網掩碼為255.255.255.192，主機二的IP地址為222.21.160.73，子網掩碼為255.255.255.192。現在主機一要給主機二發送數據，先要判斷兩個主機是否在同一網段。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 十進制形式為（網絡地址）：222.21.160.0 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 十進制形式為（網絡地址）：222.21.160.64 C類地址判斷前三位是否相同，即可確定2個IP地址是否在同一網段內，但本例中的222.21.160.6與222.21.160.73不在同一網段，因為這兩個C類IP地址已經做了子網劃分就不能只判斷前三位是否相同就確認這兩個IP是否在同一網段。其中222.21.160.6在222.21.160.1-222.21.160.62 段，222.21.160.73在222.21.160.65-222.21.160.126 段，所以不在同一網段^[2]? ，如果要通信需要通過路由器轉發。

三，子網劃分

3.1子網劃分概念

??????????? 子網劃分定義：Internet組織機構定義了五種IP地址，有A、B、C三類地址。A類網絡有126個，每個A類網絡可能有16777214臺主機，它們處于同一廣播域。而在同一廣播域中有這么多節點是不可能的，網絡會因為廣播通信而飽和，結果造成16777214個地址大部分沒有分配出去。可以把基于每類的IP網絡進一步分成更小的網絡，每個子網由路由器界定并分配一個新的子網網絡地址,子網地址是借用基于每類的網絡地址的主機部分創建的。劃分子網后，通過使用掩碼，把子網隱藏起來，使得從外部看網絡沒有變化，這就是子網掩碼。

????????? 當我們對一個網絡進行子網劃分時，基本上就是將它分成小的網絡。比如，當一組IP地址指定給一個公司時，公司可能將該網絡“分割成”小的網絡，每個部門一個。這樣，技術部門和管理部門都可以有屬于它們的小網絡。通過劃分子網，我們可以按照我們的需要將網絡分割成小網絡。這樣也有助于降低流量和隱藏網絡的復雜性。

????????? 子網劃分是通過借用ip地址的若干位主機位來充當子網地址的從而將原來的網絡分為若干個彼此隔離的子網實現的

注意：

arp協議通過ip地址獲取目標主機的mac地址這一過程使用的是廣播的方式，這個廣播地址就是通過子網地址于子網掩碼計算而來的，只有計算出的這一子網內的主機才能收到這個arp廣播包
子網劃分與vlan都可以做到隔離廣播域，只是子網劃分是三層隔離，二vlan是二層

3.2 C類子網劃分

子網劃分是通過借用IP地址的若干位主機位來充當子網地址從而將原網絡劃分為若干子網而實現的。劃分子網時，隨著子網地址借用主機位數的增多，子網的數目隨之增加，而每個子網中的可用主機數逐漸減少。以C類網絡為例，原有8位主機位，2的8次方即256個主機地址，默認子網掩碼255.255.255.0。借用1位主機位，產生2個子網，每個子網有126個主機地址；借用2位主機位，產生4個子網，每個子網有62個主機地址……每個網中，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，所以每個子網的可用IP地址數為總IP地址數量減2；根據子網ID借用的主機位數，我們可以計算出劃分的子網數、掩碼、每個子網主機數，列表如下： ① 劃分子網數 ② 子網位數 ③子網掩碼（二進制） ④ 子網掩碼（十進制） ⑤ 每個子網主機數 ① 1～2 ② 1 ③ 11111111.11111111.11111111.10000000 ④ 255.255.255.128 ⑤ 126 ① 3～4 ② 2 ③ 11111111.11111111.11111111.11000000 ④ 255.255.255.192 ⑤ 62 ① 5～8 ② 3 ③ 11111111.11111111.11111111.11100000 ④ 255.255.255.224 ⑤ 30 ① 9～16 ② 4 ③ 11111111.11111111.11111111.11110000 ④ 255.255.255.240 ⑤ 14 ① 17～32 ② 5 ③ 11111111.11111111.11111111.11111000 ④ 255.255.255.248 ⑤ 6 ① 33～64 ② 6 ③ 11111111.11111111.11111111.11111100 ④ 255.255.255.252 ⑤ 2 如上表所示的C類網絡中，若子網占用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表示本網絡，全1留作廣播地址，這時子網實際沒有可用主機地址，所以主機位至少應保留2位。

3.3子網劃分步驟

確定要劃分的子網數以及每個子網的主機數
求出子網數目對應的二進制的位數N及主機數目對應的二進制數的位數M
對該ip地址的原子網掩碼，將其主機地址部分的前N位置1(其余全部置0)或后M位置0(其余全置1)即得出該ip地址劃分子網后的子網掩碼

3.4子網劃分案例

案例一

給C類網絡211.168.10.0劃分5個子網

2**2-2<5<2**3-2所以需要3位網絡號，主機號為8-3=5

子網掩碼為255.255.255.224

每個子網可容納2**5-2=30臺主機

案例二

???? 　　對B類網絡135.41.0.0/16需要劃分為20個能容納200臺主機的網絡（即：子網）。因為16<20<32，即：2的4次方<20<2的5次方，所以，子網位只須占用5位主機位就可劃分成32個子網，可以滿足劃分成20個子網的要求。B類網絡的默認子網掩碼是255.255.0.0，轉換為二進制為11111111.11111111.00000000.00000000。現在子網又占用了5位主機位，根據子網掩碼的定義，劃分子網后的子網掩碼應該為11111111.11111111.11111000.00000000，轉換為十進制應該為255.255.248.0。現在我們再來看一看每個子網的主機數。子網中可用主機位還有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，而子網能容納200臺主機就能滿足需求，按照上述方式劃分子網，每個子網能容納的主機數目遠大于需求的主機數目，造成了IP地址資源的浪費。為了更有效地利用資源，我們也可以根據子網所需主機數來劃分子網。還以上例來說，128<200<256，即2^7<200<2^8，也就是說，在B類網絡的16位主機位中，保留8位主機位，其它的16－8=8位當成子網位，可以將B類網絡135. 41.0.0劃分成256（2^8）個能容納256－1－1=254臺（去掉全0全1情況）主機的子網。此時的子網掩碼為11111111.11111111.11111111.00000000，轉換為十進制為255.255.255.0。

3.5劃分子網注意事項

在子網劃分時不僅需要考慮目前需要，還應該了解將來需要多說子網和主機。子網掩碼使用較多的主機位，可以得到更多子網，節約了ip地址資源，若將來需要更多的子網時，不用再重新分配ip地址，但每個子網的主機數量有限；反之，子網掩碼使用較少的主機位，每個子網的主機數允許有更大的增長，但可用子網數有限

一般來說，一個網絡中的節點數太多，網絡會因為廣播通信而飽和，所以網絡中的主機數量的增長是有限的，也就是說，在條件允許的情況下，應將更多的主機位用于子網位

3.6為什么要子網劃分

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類網絡有126個，每個A類網絡可能有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，隨著互連網應用的不斷擴大，IP地址資源越來越少。為了實現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網絡進一步分成更小的網絡，每個子網由路由器界定并分配一個新的子網網絡地址,子網地址是借用基于類的網絡地址的主機部分創建的。劃分子網后，通過使用掩碼，把子網隱藏起來，使得從外部看網絡沒有變化，這就是子網掩碼。

很簡單的說 ? 就是，一個公司不可能使用254個公網地址，A公司想用6個地址，B公司也想用6個地址，如果把這兩個公司的地址都放在一個大網段里面，這兩個公司的地址就能夠直接互通

3.7子網劃分優點

減少網絡流量
提高網絡性能
簡化管理
易于擴大地理范圍?

參考內容：百度百科，http://www.cnblogs.com/linhaifeng/articles/5951486.html

寫在這里的目的是鞏固老師上課的內容，為了自己方便復習。

轉載于:https://www.cnblogs.com/wj-1314/p/8302473.html

總結

以上是生活随笔為你收集整理的网络基础知识--子网划分的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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1111 0	XXX XXXX XXXX XXXX XXXX XXXX XXXX	?
第一位域最小值->	1111 0 000 (240)	?
第一位域最大值->	1111 0 111 (247)