IP位址和子網劃分學習筆記

2021-09-25 23:52:28 字數 4256 閱讀 7716

一、子網掩碼

ip位址是以網路號和主機號來標示網路上的主機的,我們把網路號相同的主機稱之為本地網路,網路號不相同的主機稱之為遠端網路主機,本地網路中的主機可以直接相互通訊;遠端網路中的主機要相互通訊必須通過本地閘道器(gateway)來傳遞**資料。

1、子網掩碼的概念及作用

①、子網掩碼(subnet mask)又叫網路掩碼、位址掩碼,必須結合ip位址一起對應使用。

②、只有通過子網掩碼,才能表明一台主機所在的子網與其他子網的關係,使網路正常工作。

③、子網掩碼和ip位址做「與」運算,分離出ip位址中的網路位址和主機位址,用於判斷該ip位址是在本地網路上,還是在遠端網路網上。

④、子網掩碼還用於將網路進一步劃分為若干子網,以避免主機過多而擁堵或過少而ip浪費。

ip位址和子網劃分學習筆記之《子網掩碼詳解》

2、子網掩碼的組成

①、同ip位址一樣,子網掩碼是由長度為32位二進位制數組成的乙個位址。

②、子網掩碼32位與ip位址32位相對應,ip位址如果某位是網路位址,則子網掩碼為1,否則為0。

③、舉個栗子:如:11111111.11111111.11111111.00000000

注:左邊連續的1的個數代表網路號的長度,(使用時必須是連續的,理論上也可以不連續),右邊連續的0的個數代表主機號的長度。

3、子網掩碼的表示方法

①、點分十進位制表示法

二進位制轉換十進位制,每8位用點號隔開

例如:子網掩碼二進位制11111111.11111111.11111111.00000000,表示為255.255.255.0

注:n為1到32的數字,表示子網掩碼中網路號的長度,通過n的個數確定子網的主機數=2^(32-n)-2(-2的原因:主機位全為0時表示本網路的網路位址,主機位全為1時表示本網路的廣播位址,這是兩個特殊位址)。

3、為什麼要使用子網掩碼?

前面說道,子網掩碼可以分離出ip位址中的網路位址和主機位址,那為什麼要分離呢?因為兩台主機要通訊,首先要判斷是否處於同一網段,即網路位址是否相同。如果相同,那麼可以把資料報直接傳送到目標主機,否則就需要路由閘道器將資料報**送到目的地。

1、結果如果相同,則說明這兩台主機是處於同乙個網段,這樣a可以通過arp廣播發現b的mac位址,b也可以發現a的mac位址來實現正常通訊。

2、如果結果不同,arp廣播會在本地閘道器終結,這時候a會把發給b的資料報先發給本地閘道器,閘道器再根據b主機的ip位址來查詢路由表,再將資料報繼續傳遞**,最終送達到目的地b。

計算機的閘道器(gateway)就是到其他網段的出口,也就是路由器介面ip位址。路由器介面使用的ip位址可以是本網段中任何乙個位址,不過通常使用該網段的第乙個可用的位址或最後乙個可用的位址,這是為了盡可能避免和本網段中的主機位址衝突。

在如下拓撲圖標例中,a與b,c與d,都可以直接相互通訊(都是屬於各自同一網段,不用經過路由器),但是a與c,a與d,b與c,b與d它們之間不屬於同一網段,所以它們通訊是要經過本地閘道器,然後路由器根據對方ip位址,在路由表中查詢恰好有匹配到對方ip位址的直連路由,於是從另一邊閘道器介面**出去實現互連。

ip位址和子網劃分學習筆記之《子網掩碼詳解》

4、子網掩碼的分類

①、預設子網掩碼

也叫預設子網掩碼,即未劃分子網,對應的網路號的位都置 1 ,主機號都置 0 。

a類網路預設子網掩碼: 255.0.0.0,用cidr表示為/8

b類網路預設子網掩碼: 255.255.0.0,用cidr表示為/16

c類網路預設子網掩碼: 255.255.255.0,用cidr表示為/24

②、自定義子網掩碼

將乙個網路劃分子網後,把原本的主機號位置的一部分給了子網號,餘下的才是給了子網的主機號。其形式如下:

舉個栗子:

如:192.168.1.100/25,其子網掩碼表示:255.255.255.128

意思就是將192.168.1.0這個網段的主機位的最高1位劃分為了子網。關於子網劃分將在下篇文章講到,這裡不在闡述。

5、子網掩碼和ip位址的關係

子網掩碼是用來判斷任意兩台主機的ip位址是否屬於同一網路的依據,就是拿雙方主機的ip位址和自己主機的子網掩碼做與運算,如結果為同一網路,就可以直接通訊。

and按位與運算:

與運算是計算機中一種基本的邏輯運算方式,符號表示為&,也可以表示為 and。

參加運算的兩個資料,按二進位制位進行「與」運算。

運算規則:0&0=0;0&1=0;1&0=0;1&1=1;

即:兩位同時為「1」,結果才為「1」,否則為0

ip位址和子網劃分學習筆記之《子網掩碼詳解》

二、cidr與vlsm

理解和掌握了子網掩碼這部分知識後,這裡要補充下cidr和vlsm,這對於我們下篇講述的子網劃分,簡直了就是放大招啊!

1、有類和無類網路,超網和子網

,我們先了解這幾個概念,對於cidr和vlsm以及子網劃分都是很有用的。

◆ 超網:把多個小網路組合成乙個大網路,稱為超網(supernetting),也可以說子網掩碼長度小於相對應的有類網路的叫超網。

◆ 子網:有類網路劃分成更小後的網路,稱為子網(subnet),也可以說子網掩碼長度大於相對應的有類網路的叫子網。

2、cidr無類別域間路由

cidr(classless inter-domain routing,無類別域間路由)本質是消除了傳統的a類、b類和c類位址以及劃分子網的概念,將多個位址塊聚合在一起生成乙個更大的網路,從而包含更多的主機。

舉個栗子:子網掩碼255.255.255.192,用cidr表示是多少呢?

①、首先確認的是這是個c類網路位址(c類的預設子網掩碼為255.255.255.0)

②、前面三個位元組都是255,轉換成二進位制都為1,即11111111.11111111.11111111,即24位1。

③、後面乙個位元組是192,轉換成二進位制為11000000,即1占用了2位。

④、子網掩碼共占用了26位1,所以用cidr表示為/26。

⑤、如果網路位址為192.168.10.0,再加上cidr,最後表示為192.168.10.0/26。

cidr支援路由聚合,能夠將路由表中的許多路由條目合併為成更少的數目,因此可以限制路由器中路由表的增大,減少路由通告,減輕路由器的負擔。

3、vlsm可變長子網掩碼

vlsm(variable length subnet mask,可變長子網掩碼)規定了在乙個有類(a、b、c類)網路內包含多個子網掩碼的能力,以及對乙個子網的再進行子網劃分的能力。

每乙個ip位址都包含了2部分:網路號和主機號。在有類網路中,32bit的ip位址被分為4段,每段8bit來表示。這使得作為網路號的字首必須是8位,16位或者24位。當網路號是24位的時候,主機號只有8位,也就是說,可分配的最小的位址塊是256個(2^8=256,而實際可分配的主機位址還要減去兩個,乙個是網路位址,乙個是廣播位址,最後為254個),這個數量對於大多數企業來說是不夠的。

而比這個大一點的ip位址塊是網路號為16位的時候,這個時候可分配的位址塊是65536(2^16=65536),這個數量對於大多數公司又太多了。這導致無**司選擇哪種型別的網路,都可能對ip位址造成大量的浪費。

ip位址如果只使用有類(a、b、c類)來劃分,會造成大量的浪費或者不夠用。vlsm的誕生有效的解決了這個問題,可以在有類網路的基礎上,通過對ip位址的主機號進行再劃分,把一部分劃入網路號,就能劃分各種型別大小的網路了。網路號也不再僅侷限在8、16和24位這幾個數,而是靈活變化的大小了。

4、cidr與vlsm的區別

在使用cidr聚合位址時,將原來有類ip位址中的網路位劃出一部分作為主機位使用。

在使用vlsm劃分子網時,將原來有類ip位址中的主機位按照需要劃出一部分作為網路位使用。

cidr:子網掩碼往左邊移,掩碼netmask縮短了。

vlsm:子網掩碼往右邊移,掩碼netmask增長了。

cidr是把幾個有類網路合成乙個大的網路(超網),用於路由位址聚合。

vlsm是把乙個有類網路分成幾個小型網路(子網),用於更高效劃分子網。

cidr與vlsm總結:

在某種程度上來說,cidr和vlsm它們之間可以看做是逆過程。

cidr是把幾個小網路聚合成乙個大網路來做表示,而vlsm則是把乙個大網路繼續細分為幾個小網路進行ip位址分配。

cidr能讓路由器的路由條目得到有效的減少,從而減少路由通告,降低路由器負擔,而vlsm則是充分利用ip進行位址分配來解決ip位址不被浪費的問題,節約ip位址空間,更為有效的使用。

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