计算机网络 | 划分子网_计算机网络子网划分-程序员宅基地

概念先知

了解什么是子网？

子网或子网络是网络内部的网络。子网使网络更高效。通过子网划分，网络流量传播距离更短，无需通过不必要的路由器即可到达目的地。

了解为什么要划分子网？划分子网的好处/优点是什么？

1.减少广播带来的负面影响
2.节省IP地址资源
3.安全性相对较高
（不同子网之间是不能直接通信的，[但可通过路由器或网关进行]，网络越小，安全性就相对越高，因为入侵的途经小了。）
4.便于维护
（如果把网络规模缩小了，查找的范围也就小了，维护起来也更方便了）

介绍子网掩码

RFC 950定义了子网掩码的使用
子网掩码是一个32位的2进制数，其对应网络地址的所有位置都为1，对应于主机地址的所有位置都为0。
由此可知
A类网络的默认子网掩码是255.0.0.0
B类网络的默认子网掩码是255.255.0.0
C类网络的默认子网掩码是255.255.255.0
将子网掩码和IP地址按位进行逻辑“与”运算，得到IP地址的网络地址，剩下的部分就是主机地址，从而区分出任意IP地址中的网络地址和主机地址。
子网掩码常用点分十进制表示
我们还可以用CIDR的网络前缀法表示掩码
即“/<网络地址位数>；”
如138.96.0.0/16表示B类网络138.96.0.0的子网掩码为255.255.0.0。

总结子网掩码

作用：用于识别IP地址中的网络号和主机号的位数

表示方法1：主机部分0表示；网络号部分1表示

表示方法2：
网络后缀法表示子网掩码：/<网络号位数>
例如：138.96.0.1/18 表示网络18位，主机号14位

萌狼理解的按位进行逻辑“与”运算：上下为1则为1，上下为异则为0，上下为0更是0

记住 IP 地址的自然分类

IP地址类型	二进制固定最高位	第一字节十进制范围	二进制网络号	二进制主机号
A类	0	0~127	8位	24位
B类	10	128~191	16位	16位
C类	110	192~223	24位	8位
D类	1110	224~239	组播使用	组播使用
E类	11110	240~255	保留试验使用	保留试验使用

在这里插入图片描述

问题求解

一个网络，主机号有x位，则这个网络可以分配给主机的IP地址有多少个？

分析：主机号有x位，则排列组合可以有2^x种（因为是二进制）
例如：主机号只有1位，则有2^x，即2¹=2种，就是0和1
例如：主机号只有2位，则有2^x，即2²=4种，就是00，11，01，10

注意：2^x个排列组合是否全都能分配给主机呢？
不是的，因为有两个特殊地址：
全0：网络地址；全1：广播地址
这两个地址不能分配给一般的主机的

本题答案：

该网络包含2^x个地址，去除广播地址和网络地址，可以分配给主机的IP地址是2^x-2个

例如

一个C类网络，可分配给主机的IP地址为2⁸-2=254个

子网划分

实例问题1

题目

使用IP202.113.10.128/25 划分4个相同大小的子网
每个子网中能够容纳30台主机，请写出子网掩码，各个子网网络地址以及可用的IP地址段。

解题方法

子网划分的核心思想：网络号不变，借用`主机号`来产生新的网络

图片来源：哔哩哔哩：十分钟理解子网划分路由技术基础视频截图

分析题目

这是哪一类的地址？：C类（记不住范围的可以看上方表格）
根据网络后缀法表示子网掩码可以知道：网络25位，主机7位
确定借几位划分子网：题目要求划分4个：2^x >= 4 ==> x >= 2所以应该借2位主机号
每个子网可以容纳的主机数量：
2^主机位-x-2= 2^7-2-2=2⁵ -2= 30 ,30=30，符合题意

解决方案

划分4个相同大小的子网，每个子网中能够容纳30台主机
① 2^x >= 4
② 2^7-x -2>= 30
联立①②求解得出符合题意的x

得出结果

我们得出，x=2，即划分后：
子网号2bit，可以表示4个子网
主机号5bit，每个子网可分配的主机个数为32
即最多可以容纳的主机数为32，可用的主机数为30

确定每个子网的子网掩码

原来网络号25位，后来划分子网，又增加了2位，一共是27位，表示成二进制，即：前面27个1，后面5个0
二进制

1111 1111.1111 1111.1111 1111.1110 0000

十进制

255.255.255.224

确定子网的网络地址

原IP：202.113.10.128/25
划分段，网络号不变，主机号变为全0
1 00 00000，将变为网络号的那两位罗列出来，后面的保持为0不变
所以得出结果

202.113.10.128 /25
202.113.10.160/25
202.113.10.192/25
202.113.10.224/25

确定子网的广播地址

原IP：202.113.10.128/25
划分段，网络号不变，主机号变为全1
1 00 11111，将变为网络号的那两位罗列出来，后面的保持为1不变
所以得出结果

202.113.10.159/25
202.113.10.191/25
202.113.10.223/25
202.113.10.255/25

为什么前面有个1？
原IP：202.113.10.128/25，这个128的二进制是：1 00 00000
主机号是七位，也就是1后面的那七位，取2位来划分子网，剩下5位
用来划分子网的那两位排列方式有：00,01,10,11
即是
网络地址后面5位全变为0
1 00 00000（128）；1 01 00000（160）；1 10 00000（192）；1 11 00000（224）
广播地址后面5位全变为1
1 00 11111 （159）； 1 01 11111 （191）； 1 10 11111 （223）； 1 11 11111（225）

在这里插入图片描述

确定子网的可用IP范围

网络地址	广播地址	可用IP范围
202.113.10.128 /25	202.113.10.159 /25	202.113.10.129~202.113.10.158 /25
202.113.10.160/25	202.113.10.191/25	202.113.10.161~202.113.10.190/25
202.113.10.192/25	202.113.10.223/25	202.113.10.193~202.113.10.222/25
202.113.10.224/25	202.113.10.255/25	202.113.10.225~202.113.10.254 /25

使用网络在线工具[子网划分工具]验证结果是否正确：
在这里插入图片描述

参考内容

网络子网划分的作用是什么？
什么是子网？|子网划分的工作原理
 百度百科：子网划分
 哔哩哔哩：十分钟理解子网划分路由技术基础
部分截图来源于：哔哩哔哩：十分钟理解子网划分路由技术基础

本文链接：https://blog.csdn.net/ks2686/article/details/116448543

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