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计算机网络基础五网络层IP地址的子网划分

jiezi

文章内容概览

前边的文章中介绍到

  • IP 地址长度为 32 位，常分成 4 个 8 位
  • IP 地址罕用 点分十进制 来示意（0~255.0~255.0~255.0~255）
  • 32 位的 IP 地址一共能够示意 42 亿个 IP，如果没有一个正当的调配 IP 的形式，整个调配是十分麻烦的。因而须要对 IP 地址进行一个正当的布局和调配

分类的 IP 地址

将一个 IP 地址分为两个局部，别离是 网络号 和主机号。这两局部加起来是 32 位。依据网络号和主机号长度的不同，又能够将 IP 地址分为以下几类：

分为 A、B、C 这三类之后，就能够更好的去调配这 42 亿的 IP 地址了

  • A 类地址的网络号为 8 位，且首位是0
  • B 类地址的网络号为 16 位，并且前两位是10
  • C 地址的网络号为 24 位，并且前三位是110

晓得了每一类的 IP 地址网络号和主机号的位数，就能够计算出最小网络号、最大网络号以及最小主机号和最大主机号。然而这里边有一些 非凡的主机号 是须要排除的

非凡的主机号

  • 主机号全是 0 ，示意以后的网络段，不可调配为特定主机（如：1.0.0.0）
  • 主机号全是 1 ，示意播送地址，向以后网络段所有主机发消息，也不能够调配给特定的主机（如：1.255.255.255）

非凡的网络号

  • A 类地址网络段全为 0(0000000)示意非凡网络，这个网络段是不能间接应用的
  • A 类地址网络段后 7 位全为 1(01111111)示意 回环地址，不能间接应用
  • B 类地址网络段全为 0(10000000.0000000:128.0)是不可应用的
  • C 类地址网络段全为 0(192.0.0)是不可应用的

晓得了非凡主机号和非凡网络号之后，就能够对上边的表进行更加精确的形容

通过这个就能够简略的进行判断一个 IP 地址是哪一类的地址了

125.125.3.60 转化为 2 进制是  01111101  因为首位是 0，所以是 A 类 IP 地址

163.70.31.23 转化为 2 进制是  10100011  前两位是 10，所以是 B 类 IP 地址

210.36.127.11 转化为 2 进制是 11010010  前三位是 110，所以是 C 类 IP 地址

回环地址

127.0.0.1，通常被称为 本地回环地址（Loopback Address），不属于任何一个有类别的地址。它代表设施的本地虚构接口，所以默认被看做是永远不会宕掉的接口。在 Windows 操作系统中也有类似的定义，所以通常在装置网卡前就能够 ping 通这个本地回环地址。个别都会用来查看本地网络协议、根本数据接口等是否失常

下边其实还有两个分类的 IP 地址，D 类和 E 类，因为他们个别是非凡应用的，所以不做具体理解

划分子网

在理解划分子网之前，先看一个问题：某公司领有 100 名员工，每人装备一台计算机，请问该公司应该申请哪种网段？

看一下上边 IP 地址分类的表格

能够看出，申请 C 类是最节约 IP 地址的，因为 C 类所领有的主机号最多 254 个，所以应该申请 C 类的

那么此时假如该公司有 256 名员工，每人装备一台计算机，请问该公司应该申请哪种网段？
这时就发现，申请 C 类地址曾经不够用了。所以，至多应该申请 B 类地址能力满足该公司的需要。然而 B 最多可领有 2 的 16 次方减 2 个主机号，这里只应用了 256 个，这就造成了 很大的地址空间节约 。因为总共有 42 亿个 IP 地址，如果每个公司都这样去节约，那么 IP 将会不够用。因而在 IP 分类的根底上，提出了 子网划分 的概念

在前边介绍到，一个 IP 由网络号和主机号两个局部组成。在子网划分这块，会将一个 IP 分成三个局部，别离是网络号、子网号、主机号

子网号是如何进行工作的

假如在上边的例子中，调配了 C 类地址 193.10.10.0，对于这个 C 类地址有 254 个主机号。如果对这个 C 类地址进行子网划分的话，就能够把 第 25 位 看做是子网号(11000001.00001010.00001010.00000000)，那么就能够分成 1 和 0 这两个子网号。那么 0 这个子网号就能够示意：193.10.10.0 ~ 193.10.10.127 这个网络段。1 这个子网就能够示意：193.10.10.128 ~ 193.10.10.255 这个网络段，这样就把原来的 C 类地址分成了两个子网

如果 A、B、C 类的地址都进行很多的子网划分的话，将会导致有十分多的子网，那么此时如何疾速的判断某一个 IP 是属于哪一个网络号的？这个时候就提出了一个新的概念：子网掩码

子网掩码

  • 子网掩码和 IP 地址一样，都是 32 位
  • 子网掩码由 间断 的 0 和间断的 1 组成的
  • 某一个子网的子网掩码，具备 网路号位数个间断的 1

比方，对于 A 类地址，它的网络号有 8 位，主机号 24 位，那么对于 A 类地址，它的子网掩码就是由 8 个 1 和 24 个 0 所组成，也就是255.0.0.0。同理，B 类地址的子网掩码就是由 16 个 1 和 16 个 0 所组成，也就是255.255.0.0

上边对 C 类地址进行了子网的划分，将其划分为 0 和 1 这两个子网，那么对于这个子网，它的子网掩码就是由 25 个 1 和 7 个 0 所组成的，那么这个子网掩码的点分十进制就是 255.255.255.128

子网掩码是如何进行疾速的子网判断的

假如有 193.10.10.6 这个 IP，首先能够晓得它的子网掩码为 255.255.255.128，而后将他们的二进制都示意进去，将他们的每一位进行“与”运算，会失去如下后果

能够看到，计算的后果就是 193.10.10.0，这个就是该 IP 的子网号

再假如有 193.10.10.129 这个 IP，它的子网掩码为 255.255.255.128，而后将他们的二进制都示意进去，将他们的每一位进行“与”运算，会失去如下后果

能够看到，计算的后果就是 193.10.10.128，这个就是该 IP 的子网号

所以，通过子网掩码和 IP 进行与运算，就能够疾速失去该 IP 所属的子网号

无分类编址 CIDR

因为子网的划分还是比拟的简单，先要晓得网络号，而后进行子网号的划分。咱们是心愿有更好、更简便的划分，去应用 IP 地址，因而就是提出了，无分类编址 CIDR

  • CIDR 中没有 A、B、C 类网络号和子网划分的概念
  • CIDR 将 网络前缀 雷同的 IP 地址称为一个“CIDR 地址块”

因而，对于 CIDR，它的 IP 地址分为两个局部：网络前缀 和主机号 。网络前缀并不是和前边的网络号一样，他们最大的不同就是， 网络前缀的位数是任意的

斜线记法

CIDR 在记录的时候，通常应用斜线记法来记录相干的 IP 地址，如：
192.10.10.129/25 示意它的网络前缀有 25 位，那么主机号就是七位（11000001.00001010.00001010.10000001）。除了 25 以外，还有很多

还是最上边的那个例子：某公司领有 100 名员工，每人装备一台计算机，请问该公司应该申请哪种网段？
如果应用 CIDR 这个记法来进行调配的话，就只须要给它调配一个网络前缀为 25 的 IP 网络号就能够了(/25)

假如该公司减少了 100 名员工，并且拆分成两个部门，此时如何进行 IP 的布局？
这个时候其实能够为他们调配一个 24 位网络前缀的 IP 地址，而后对于每一个部门都调配 25 位网络前缀的 IP 地址。这里就有小型网络和大型网络的概念了，在 CIDR 中，小型网络通常称为 子网 ，对于那个网络前缀为 24 位的，在 CIRDR 中，称为 超网

如果将该例子拓展一下，拓展为某一个城市。如果对一个城市，应用 CIDR 进行网络布局，可能给这个城市调配网络前缀为 18 的网络地址，给该城市中的公司调配网络前缀为 20 的网络地址，对于公司部门，则调配网络前缀为 24 的网络地址

在疾速变动的技术中寻找不变，才是一个技术人的外围竞争力。知行合一，实践联合实际

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