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计算机考研408-计算机网络-子网划分

创作时间:

作者:

@小白创作中心

计算机考研408-计算机网络-子网划分

引用

CSDN

https://blog.csdn.net/dcb666666/article/details/139800015

一、用途

在计算机网络中，子网是一种逻辑上的概念，它允许将一个大的IP地址空间划分成更小的、独立的网络单元。子网的概念在构建复杂网络结构中起着重要作用，它帮助网络管理员可以更有效地管理网络流量和安全性。

二、背景

IP共分为5大类，如下图：

分类IP地址的低效，IP地址资源的浪费严重，IP网络数量的不够使用，业务扩展缺乏灵活性，无法应对Internet的爆炸式增长。

（注：树状图片摘自lltyyds:子网划分以及网络号的计算）

2的次方 21/ 22/ 23/ 24/ 25/ 26/ 27/ 28
值 2/4/8/16/32/64/128/256

三、原理

子网划分就是借用现有网段的主机位的最左边某几位作为子网位，划分出多个子网，同一子网下的子网掩码相同。

四、任务

子网划分需要确定子网掩码的长度、子网下的主机可用地址范围（第一个可用IP和最后一个可用IP）以及确定网络地址（主机位全为0）和广播地址（主机位全为1），不能分配计算机主机用（故我们经常见到-2，减的就是这两个）。

地址段127为本地网卡环回测试地址；
0.0.0.0指所有网段；
255.255.255.255指全网广播；
x.x.x.255/24指的是本网段广播

子网掩码（总共32位，转化为10进制表示） CIDR（多少个1）
255.0.0.0（11111111.00000000.00000000.00000000） /8（8个1）
255.255.0.0（11111111.11111111.00000000.00000000） /16（16个1）
255.255.255.128（11111111.11111111.11111111.00000000） /24（24个1）
255.255.255.192（11111111.11111111.11111111.11000000） /26（26个1）
255.255.255.224（11111111.11111111.11111111.11100000） /27（27个1）
255.255.255.240（11111111.11111111.11111111.11110000） /28（28个1）
255.255.255.248（11111111.11111111.11111111.11111000） /29（29个1）
255.255.255.252（11111111.11111111.11111111.11111100） /30（30个1）

1 1 1 1 1 1 1 1
2726252423222120
1286432168421

五、优、缺点

1. 优点

可以有效地管理网络资源，使得网络更容易维护和管理；
可以提高网络的安全性，每个子网都是独立的，只有在子网范围内的设备才能互相通信；
可以提高网络的性能，将网络分成若干个子网之后，网络会更加结构化，网络带宽也会得到更好的利用。

2. 缺点

子网划分需要一定的成本，需要购买路由器和交换机等硬件设备；
划分子网会增加网络的复杂性，需要更多的网络管理人员来维护和管理；

六、题目解析

1. 求网络号

将该IP地址转化为二进制（通常为十进制表示）
将子网掩码转化为二进制（通常为十进制表示）
1 1 1 1 1 1 1 1
2726252423222120
1286432168421
将转化后的IP地址和子网掩码，对齐做AND运算（1 and 1=1 ；1 and 0=0 ；0 and 0=0 ；0 and 1=0 ；即含0为0，1 1为1）

2. 划分子网

子网数：确定可以将该网络分为多少段

主机容量：确定该网段可以容纳多少台主机

子网数：2n（通过借用现有网段的主机位的最左边某几位作为子网位，划分出多个子网，n为借主机位的位数）

有效主机容量：2m-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）

（默认）A类有效主机容量 = 224- 2 = 16777214 台
（默认）B类有效主机容量 = 216- 2 = 65534 台
（默认）C类有效主机容量 = 28- 2 = 254 台

例题：现有IP地址192.168.1.0/27求地址可以划分多少个子网？网络号为？

解：根据192.168.1.0可知，其为C类网络，默认子网掩码为255.255.255.0（/24），而该地址的子网掩码是255.255.255.224（/27），可见，该网络向主机位借了 27 - 24 = 3 位，故子网数为23= 8 个；

将此IP地址与子网掩码转化为为二进制后进行AND运算，可以得到，该网络号为192.168.1.0。

3. 地址合并

例题：如何将192.168.1.0/24、192.168.3.0/24以及192.168.5.0/24合并为一个网络？

解：将这三个IP地址均转化为二进制，如图所示

十进制IP地址二进制IP地址
192.168.1.0/24 11000000.10101000.00000001.00000000
192.168.3.0/24 11000000.10101000.00000011.00000000
192.168.5.0/24 11000000.10101000.00000101.00000000

很明显，只有前21位（11000000.10101000.00000）是共有的，所以可以合并为主机号为192.168.0.0/21（11000000.10101000.00000000.00000000）