子網(wǎng)尋址

1. 從兩級IP地址到三級IP地址

??? <1>. IP地址利用率有時很低。

????<2>. 給每一個物理網(wǎng)絡(luò)分配一個網(wǎng)絡(luò)號會使路由表變得太大而使網(wǎng)絡(luò)性能變壞。

??? <3>. 兩級IP地址不夠靈活。

為了解決上述問題，1985年起在IP地址中增加了一個“子網(wǎng)號字段”，使兩級IP地址變?yōu)槿塈P地址。這種方法叫做劃分子網(wǎng)( subnetting ), 或子網(wǎng)尋址或子網(wǎng)路由選擇。

2. 劃分子網(wǎng)的基本思路如下：

??? <1>. 一個擁有許多物理網(wǎng)絡(luò)的單位，可將所屬的物理網(wǎng)絡(luò)劃分為若干個子網(wǎng)( subnet )。劃分子網(wǎng)純屬一個單位內(nèi)部的事情。本單位以外的網(wǎng)絡(luò)看不見這個網(wǎng)絡(luò)是由多少個子網(wǎng)組成，因為這個單位對外仍然表現(xiàn)為一個網(wǎng)絡(luò)。

??? <2>. 劃分子網(wǎng)的方法是從網(wǎng)絡(luò)的主機號借用若干位作為子網(wǎng)號 subnet-id，當(dāng)然主機號也就相應(yīng)減少了同樣的位數(shù)。于是兩級IP地址在本單位內(nèi)部就變成三級IP地址：網(wǎng)絡(luò)號、子網(wǎng)號和主機號。也可以用以下記法來表示：

IP地址 ::= { <網(wǎng)絡(luò)號>, <子網(wǎng)號>, <主機號>}

??? <3>. 凡是從其他網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給本單位某個主機的IP數(shù)據(jù)報，仍然是根據(jù)IP數(shù)據(jù)報的目的網(wǎng)絡(luò)號找到連接在本單位網(wǎng)絡(luò)上的路由器。但此路由器在收到IP數(shù)據(jù)報后，再按目的網(wǎng)絡(luò)號和子網(wǎng)號找到目的子網(wǎng)，把IP數(shù)據(jù)報交付給目的主機。

?

子網(wǎng)掩碼

1. 從IP數(shù)據(jù)報的首部并不知道源主機或目的主機所連接的網(wǎng)絡(luò)是否進行了子網(wǎng)劃分。這是因為32位的IP地址本身以及數(shù)據(jù)報的首部都沒有包含任何有關(guān)子網(wǎng)劃分的信息。因此必須想辦法，使IP數(shù)據(jù)報到達時路由器知道如何把它轉(zhuǎn)發(fā)至某個子網(wǎng)。這就是子網(wǎng)掩碼( subnet mask )。

子網(wǎng)掩碼：也是32位，由一串1和跟隨的一串0組成。子網(wǎng)掩碼中的1對應(yīng)于IP地址中原來的?net-id 加上 subnet-id，而子網(wǎng)掩碼中的0對應(yīng)于現(xiàn)在的 host-id 。

使用子網(wǎng)掩碼的好處是：不管網(wǎng)絡(luò)有沒有劃分子網(wǎng)，只要把子網(wǎng)掩碼和IP地址進行逐位的“與”運算（ AND ），就立即得出網(wǎng)絡(luò)地址來。

另外，不劃分子網(wǎng)時，使用子網(wǎng)掩碼可以更便于查找路由表。

如果一個網(wǎng)絡(luò)不劃分子網(wǎng)，則使用默認子網(wǎng)掩碼。

??? A類地址的默認子網(wǎng)掩碼是255.0.0.0, 或 0xFF000000。

??? B類地址的默認子網(wǎng)掩碼是255.255.0.0, 或 0xFFFF000。

??? C類地址的默認子網(wǎng)掩碼是255.255.255.0, 或 0xFFFFFF00。

劃分子網(wǎng)增加了靈活性，但卻減少了能夠連接在網(wǎng)絡(luò)上的主機數(shù)。

同樣的IP地址和不同的子網(wǎng)掩碼可以得出相同的網(wǎng)絡(luò)地址，但是，不同的子網(wǎng)掩碼的效果是不同的。

2. 使用子網(wǎng)時分組的轉(zhuǎn)發(fā)

使用子網(wǎng)劃分時，路由表必須包含以下三項內(nèi)容：目的網(wǎng)絡(luò)地址、子網(wǎng)掩碼和下一跳地址。

在劃分子網(wǎng)的情況下，路由表轉(zhuǎn)發(fā)分組的算法如下：

??? <1>. 從收到的數(shù)據(jù)報的首部提取目的IP地址 D 。

??? <2>. 先判斷是否為直接交付。對路由器直接相連的網(wǎng)絡(luò)逐個進行檢查：用各網(wǎng)絡(luò)的子網(wǎng)掩碼和 D 逐位相“與”(AND操作)，看結(jié)果是否和相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)地址匹配。若匹配，則把分組進行直接交付（當(dāng)然還要把 D 轉(zhuǎn)換成物理地址，把數(shù)據(jù)報封裝成幀再發(fā)送出去），轉(zhuǎn)發(fā)任務(wù)結(jié)束。否則就是間接交付，執(zhí)行<3>。

??? <3>. 若路由表中有目的地址為 D 的特定主機路由，則把數(shù)據(jù)報傳送給路由表中所指明的下一跳路由器；否則，執(zhí)行<4>。

??? <4>. 對路由表中的每一行（目的網(wǎng)絡(luò)地址、子網(wǎng)掩碼、下一跳地址），用其中的子網(wǎng)掩碼和 D 逐位相“與”(AND操作)，其結(jié)果為 N 。若 N 與該行的目的網(wǎng)絡(luò)地址匹配，則數(shù)據(jù)報傳送給指明的下一跳路由器；否則，執(zhí)行<5>。

??? <5>. 若路由表中有一個默認路由，則把數(shù)據(jù)報傳送給路由表中所指明的默認路由器；否則，執(zhí)行<6>。

??? <6>. 報告轉(zhuǎn)發(fā)分組出錯。

?

無分類編址CIDR（構(gòu)造超網(wǎng)）

1. 在一個劃分子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)中可同時使用幾個不同的子網(wǎng)掩碼。使用變長子網(wǎng)掩碼VLSM ( Variable Length Subnet Mask ) 可進一步提高IP地址資源的利用率。在VLSM的基礎(chǔ)上又進一步研究出無分類編址方法，它的正式名字是無分類域間路由選擇CIDR ( Classless Inter-Domain Routing )。

CIDR兩個主要特點：

??? <1>. 消除了傳統(tǒng)的A類、B類和C類地址以及劃分子網(wǎng)的概念。

??? CIDR把32位的IP地址劃分為兩個部分。前面的部分是“網(wǎng)絡(luò)前綴”用來指明網(wǎng)絡(luò)，后面的部分則用來指明主機。因此CIDR使IP地址從三級編址又回到了兩級編址，但這已是無分類的兩級編址。它的記法是：

??? IP地址 ::= {<網(wǎng)絡(luò)前綴>, <主機號>}

??? CIDR還使用“斜線記法”，或稱為CIDR記法，即在IP地址后面加上斜線“/”，然后寫上網(wǎng)絡(luò)前綴所占的位數(shù)。

??? 128.14.35.7/20 = 10000000 00001110 00100011 00000111

??? <2>. CIDR把網(wǎng)絡(luò)前綴都相同的連續(xù)的IP地址組成一個“CIDR地址塊”。我們只要知道CIDR地址塊中的任何一個地址，就可以知道這個地址塊的起始地址（即最小地址）和最大地址，以及地址塊中的地址數(shù)。

??? 最小地址????128.14.32.0??? 10000000 00001110 00100000 00000000

??? 最大地址???128.14.47.255??10000000 00001110 00101111 11111111

??? 這個地址塊共有 2^12-2 個地址，我們可使用地址塊中的最小地址和網(wǎng)絡(luò)地址塊的位數(shù)指明這個地址塊。例如，上面的地址塊可記為 128.14.32.0/20，也可簡稱為“ /20 地址塊 ”。

CIDR使用32位的地址掩碼，由一串1和一串0組成，而1的個數(shù)是網(wǎng)絡(luò)前綴的長度。例如，/20 地址塊的地址掩碼是： 11111111 11111111 11110000 00000000。斜線記法中，斜線后面的數(shù)字就是地址掩碼中1的個數(shù)。

由于一個CIDR地址塊中有很多地址，所以在路由表中就利用CIDR地址塊來查找目的網(wǎng)絡(luò)。這種地址的聚合常稱為路由聚合( route aggregation )，它使得路由表中的一個項目可以表示原來傳統(tǒng)分類地址的很多個路由。路由聚合也稱為構(gòu)成超網(wǎng)。

CIDR記法有很多形式。

??? 10.0.0.0/10 可簡寫為 10/10。

??? 00001010 00*?? （意思是*號前是網(wǎng)絡(luò)前綴，*表示主機號，可以任意值）

CIDR可更加有效地分配IPv4的地址空間。

分配和計算子網(wǎng)掩碼你會了吧，下面，我們來看看ＩＰ地址的網(wǎng)段。

相信好多人都和偶一樣，認為ＩＰ只要前三段相同，就是在同一網(wǎng)段了，其實，不是這樣的，同樣，我樣把ＩＰ的每一段轉(zhuǎn)換為一個二進制數(shù)，這里就拿ＩＰ：192.168.0.1，子網(wǎng)掩碼：255.255.255.0做實驗吧。
192.168.0.1
11000000.10101000.00000000.00000001
（這里說明一下，和子網(wǎng)掩碼一樣，每段8位，不足8位的，前面加0補齊。）
ＩＰ　　　　11000000.10101000.00000000.00000001
子網(wǎng)掩碼　　11111111.11111111.11111111.00000000
在這里，向大家說一下到底怎么樣才算同一網(wǎng)段。
要想在同一網(wǎng)段，必需做到網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識相同，那網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識怎么算呢？各類ＩＰ的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識算法都是不一樣的。Ａ類的，只算第一段。Ｂ類，只算第一、二段。Ｃ類，算第一、二、三段。
算法只要把ＩＰ和子網(wǎng)掩碼的每位數(shù)AND就可以了。
AND方法：0和1＝0　0和0＝0　1和1＝1
如：And　192.168.0.1，255.255.255.0，先轉(zhuǎn)換為二進制，然后AND每一位
ＩＰ　　　　　　11000000.10101000.00000000.00000001
子網(wǎng)掩碼　　　　11111111.11111111.11111111.00000000
得出AND結(jié)果　 11000000.10101000.00000000.00000000
轉(zhuǎn)換為十進制192.168.0.0，這就是網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識，
再將子網(wǎng)掩碼反取，也就是00000000.00000000.00000000.11111111，與IP　AND
得出結(jié)果00000000.00000000.00000000.00000001，轉(zhuǎn)換為10進制，即0.0.0.1，
這0.0.0.1就是主機標(biāo)識。要想在同一網(wǎng)段，必需做到網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識一樣。

我們再來看看這個改變默認子網(wǎng)掩碼的Ｂ類ＩＰ
如ＩＰ：188.188.0.111，188.188.5.222，子網(wǎng)掩碼都設(shè)為255.255.254.0，在同一網(wǎng)段嗎？
先將這些轉(zhuǎn)換成二進制
188.188.0.111　10111100.10111100.00000000.01101111
188.188.5.222　10111100.10111100.00000101.11011010
255.255.254.0　11111111.11111111.11111110.00000000
分別AND，得
10111100.10111100.00000000.00000000
10111100.10111100.00000100.00000000
網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識不一樣，即不在同一網(wǎng)段。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的IP协议详解之子网寻址、子网掩码、构造超网的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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