网络互联基础
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对只有5台计算机的子网，会浪费1022一5＝1017个IP 地址。
通过上面的分析，子网划分技术使用的是相同的子网 掩码。当子网掩码确定后，每个子网内所包含的主机 数也就固定了。用户不能随便改变子网掩码，除非对 网络的地址重新规划。
如何解决IP浪费？
可变长子网掩码
13
可变长子网掩码VLSM
提出：为了解决子网划分技术造成IP地址浪费的问题， 1987年IETF提出了可变长子网掩码（Variable Length Subnet Mask,VLSM）方案。
特点：在一个网络中可使用多个不同的子网掩码。即 将子网继续划分子网，更加有效地使用IP地址。
支持协议：RIP v2、OSPF、EIGRP支持VLSM， RIP v1和IGRP不支持VLSM。
14
VLSM 例1
某企业申请一个C类地址219.133.46.0,现准备构建如图
的网络，每个子网不超过25台主机，其中网络1－5是
32.64 32.128 32.192 33.0 33.64 23
VLSM 例4
将前4个子网分配给4个部门。因为还需要广域网IP，所以 把第5个子网172.16.33.64/26用172.16.33.64/30，划分为14 个更小的子网，每个子网可以提供2个IP 地址，给用广域 网连接用。
第1个小子网----0010|0001. 01|0000|00 172.16.33.64 可以 提供2个IP地址，给广域网用。
第1个子网：172. 16. 第2个子网：172. 16. 第3个子网：172. 16. 第4个子网：172. 16. 第5个子网：172. 16.
00100000.01000000 00100000.10000000 00100000.11000000 00100001.00000000 00100001.01000000
因此串行线路两端的路由器的每个接口各有一个IP地址 就行了。单独分配整个子网给这此子网，严重浪费了IP 地址。 采用VLSM
16
VLSM 例1
（1）先划分大的子网 先把C类网络划分成6个子网，子网1～5分配给网络1～5,
网络6用来进一步划分给网络6～9。因此子网位3位， 子网掩码255.255.255.224。 子网1：219.133.46.00100000,即219.133.46.32／27 子网2：219.133.46.01000000,即219.133.46.64／27 子网3：219.133.46.01100000,即219.133.46.96／27 子网4：219.133.46.10000000,即219.133.46.128／27 子网5：219.133.46.10100000,即219.133.46.160／27 子网6：219.133.46.11000000,即219.133.46.192
Sunnet 1 Sunnet 2 Sunnet 3 Sunnet 4 Sunnet 5 Sunnet 6
207.21.24.196/30 207.21.24.200/30 207.21.24.204/30 207.21.24.208/30 207.21.24.212/30 207.21.24.216/30
因此也“协议转换器”。
6
冲突域与广播域
7
冲突域与广播域
连接在集线器上的所有设备，构成一个冲突域和广播域 。 交换机的每一个端口构成一个冲突域，所有端口构成同一个广播域。 路由器可以划分冲突域也可以划分广播域，它连接的是不同的冲突域，
不同的广播域。 8
IP地址（IPV4）
224 - 2 216 - 2
C类中：192.168.0.0～192.168.255.255
10
子网划分
提出：一个公司有50台主机，如果申请一个C类地址，
2 那么将有 8 - 2 -50个IP地址将被浪费掉。怎样克服IP
地址浪费？ 方法：将IP地址的主机号部分进一步划分成子网部分
和主机部分。
子网通过“子网掩码”表示 ➢ 与IP地址的网络号和子网号相对应的位用“1”表示 ➢ 与IP地址的主机号相对应的位用“0”表示
X.X.X.10100000 再继续为网络3的10台和网络4的5台划分
子网。
19
VLSM 例3
某单位获得一个C类地址 207.21.24.0 ，借用3位划分子
网，可划分为23-2=6个子网，每个子网有25-2=30个IP
地址。如下表
／27称为网络前缀，表示
子网号
子网地址
前面27位代表网络部分， 其余位代表主机部分。
由IETF提出无类别域间路由（Classless Inter-Domain Routing,CIDR），ABC类分界线已不存在，从而节省 IP地址并减少路由表条目。
18
VLSM 例2 (详见课本P21)
某单位有4个部门，分别拥有55、25、10、5台主机。现假 设有一个C类IP地址X.X.X.0，如何确定子网掩码以及每个 子网的IP地址范围才能使每个部门有独立的网络，即不同部 门的网络号各不相同。
分析：
➢ 55是主机数最多的网络。26-2=62>55，因此主机位数为6， 子网位为2，划分成22-2=2个子网。把第一个子网分配给网 络1。X.X.X.01000000 即X.X.X.64/255.255.255.192
0010|0001.01|0000| 01 172.16.33.65
0010|0001.01|0000| 10 172.16.33.66 第2个小子网----0010|0001. 01|0001| 00 172.16.33.68
也可以 提供2个IP地址，给广域网用。
0010|0001.01|0001| 01 172.16.33.69
第1章 网络互联基础
10.3.3
1
本章内容
计算机网络基础知识回顾 子网划分 可变长子网掩码 无类别域间路由 路由汇总与超网
2
计算机络基本概念
定义 分类 OSI参考模型与TCP/IP参考模型
应用层
表示层 应用层 SMPT DNS NSP FTP TFTP TELNET
会话层
传输层 传输层 TCP
0010|0001.01|0001| 10 172.16.33.70 第14个小子网---0010|0001. 01|1110| 00 172.16.33.120
也可以 提供2个IP地址，给广域网用。
0010|0001.01|1110| 01 172.16.33.121 24 0010|0001.01|1110| 10 172.16.33.122
➢ 网络2有25台主机，如果将第二个子网X.X.X.10000000都分
配给网络2，那么剩余的网络将无地址可分配，而且62-
25=37个IP也会被浪费。因此要再划分子网，25-2=30>25,5
位主机位，3位网络位。在原来基础上再划分出两个子网。
X.X.X.10000000 即X.X.X.128/255.255.255.224 给网络2。
2取 10 - 2=1022>750 主机号取10位，网络号取6位
➢ 确定子网掩码： 255.255.11111100.0 255.255.252.0 ➢ 确定子网的网络地址、广播地址及IP地址范围。（小
课完成）
12
子网划分的不足
对于上例可以得到 26 一2 =62个相同大小的子网。
每个子网有 210 一2=1022个IP地址。
企业分部或总部的局域网，网络6－9是起互联作用的
广域网。
网络1
网络6
网络2 网络3
网络7 网络8
网络5
网络4
网络9
15
VLSM 例1
2 分析：共有9个子网， n29 子网位为4位，主机 位4位。这样可以划分14个子网，每个子网里14台主机， 不能满足企业25台的需求。 网络6－9只起互联作用，这些网络中不可能有主机接入，
A：207.21.24.197/30 B: 207.21.24.198/30 22
VLSM 例4
一个子网地址172.16.32.0/20,需要给4个远程部门，每 个部门有40台主机分配地址。部门间用广域网相连。
分析：26-2＝62>40，需要6位主机位，再次划分的子网 位应为12-6＝6。
子网地址172.16.32.0/20 二进制格式：10101100.00010000.00100000.00000000 VLSM格式：172.16.32.0/26 二进制格式：10101100.00010000.00100000.00000000
VLSM 例3 图示
25
无类别域间路由CIDR
提出： 1.原来的IP地址5类分类法会造成浪费地址。 2.随着网络地址数量不断增加，主干路由器的路由表 条目也会增加，增大路由器系统开销。 3.子网划分虽解决IP地址分配问题，但每划分一个子网， 都会造成子网号全0或全1的两个子网无法使用，而且 每个子网还要分别一个网络地址和广播地址。
4
网络设备图例
5
各设备功能
中继器：放大和整形信号；可以连接不同物理介质的 网段。
集线器：一种特殊的中继器；5-4-3；产生冲突域。 网桥：具有缓存、过滤、学习、转发、扩散功能；可
以连接不同类型的局域网。网桥表 交换机：多端口网桥；交换表；隔离冲突域，产生广
播域。 路由器：路由选择；隔离广播域。 网关：实现使用不同协议的应用程序之间的数据通信，
UDP
网络层 网际层 ICMP IP ARP|RARP
数据链路层 网络接口层 Ethernet ARPAnet PDN
物理层
Others
3
网络互联概述
网络的互联，就是指的两个或两个以上计算机网络通过 中间设备连接在一起进行数据通信和资源共享。
互联在一起的网络通常包含几种不同类型的网络体 系结构，使用不同的物理拓扑结构，不同的传输介 质，不同的网络协议等。
11
子网划分实例
现需要对一个局域网进行子网划分，其中，第一个子 网包含750台计算机，第二个子网包含100台计算机， 第三个子网包含280台计算机。第四个子网包含5台计 算机。如果分配给该局域网一个B类地址140.11.0.0， 请写出IP地址分配方案。
分析： ➢ 确定子网位数：750，100，280，5 其中最大：750
21
VLSM 例3
使用剩余子网中的一个207.21.24.192再用30位掩码划分 为6个更小的子网，分配给广域网。
Sunnet 1 Sunnet 2 Sunnet 3 Sunnet 4 Sunnet 5 Sunnet 6
207.21.24.32/27 207.21.24.64/27 207.21.24.96/27 207.21.24.128/27 207.21.24.160/27 207.21.24.192/27
28 - 2
9
特殊IP
网络地址： 一个有效的网络号和一个全“0”的主机 广播地址： 号一个有效的网络号和一个全“1”的主机号 有限广播： 255.255.255.255 回环地址： 127.0.0.1 私有IP：A类中：10.0.0.0～10.255.255.255
B类中：172.16.0.0～172.31.255.255 169.254.0.0----169.254.255.254 （微软保留地址块）
1
207.21.24.32/27
2
207.21.24.64/27
3
207.21.24.96/27
4
207.21.24.128/27
5
207.21.24.160/27
6
207.21.24.192/27
20
VLSM 例3
该单位有4个远程办公室，用上表其中4个子网。只剩2 个子网用于扩展。而且，远程办公室之间有3条广域网 链路需要IP地址。怎么办？ 使用VLSM
17
VLSM例1
（2）第六个子网子网化 网络6～9只需要2台主机，即只需要2位主机位，这样
原来剩下5位主机位可以借出3位用来进一步划分子网： 219.133.46.110 XXX YY X表示新的子网位，Y表示新的主机位 219.133.46. 110 000 00,即219.133.46.192／30 219.133.46. 110 001 00,即219.133.46.196／30 219.133.46. 110 010 00,即219.133.46.200／30 219.133.46. 110 011 00,即219.133.46.204／30 等等 这样网络1～5采用27位掩码，网络6～9采用的是30位 掩码，采用VLSM后各个子网允许的主机数就能满足 企业的需求。
通过上面的分析，子网划分技术使用的是相同的子网 掩码。当子网掩码确定后，每个子网内所包含的主机 数也就固定了。用户不能随便改变子网掩码，除非对 网络的地址重新规划。
如何解决IP浪费？
可变长子网掩码
13
可变长子网掩码VLSM
提出：为了解决子网划分技术造成IP地址浪费的问题， 1987年IETF提出了可变长子网掩码（Variable Length Subnet Mask,VLSM）方案。
特点：在一个网络中可使用多个不同的子网掩码。即 将子网继续划分子网，更加有效地使用IP地址。
支持协议：RIP v2、OSPF、EIGRP支持VLSM， RIP v1和IGRP不支持VLSM。
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VLSM 例1
某企业申请一个C类地址219.133.46.0,现准备构建如图
的网络，每个子网不超过25台主机，其中网络1－5是
32.64 32.128 32.192 33.0 33.64 23
VLSM 例4
将前4个子网分配给4个部门。因为还需要广域网IP，所以 把第5个子网172.16.33.64/26用172.16.33.64/30，划分为14 个更小的子网，每个子网可以提供2个IP 地址，给用广域 网连接用。
第1个小子网----0010|0001. 01|0000|00 172.16.33.64 可以 提供2个IP地址，给广域网用。
第1个子网：172. 16. 第2个子网：172. 16. 第3个子网：172. 16. 第4个子网：172. 16. 第5个子网：172. 16.
00100000.01000000 00100000.10000000 00100000.11000000 00100001.00000000 00100001.01000000
因此串行线路两端的路由器的每个接口各有一个IP地址 就行了。单独分配整个子网给这此子网，严重浪费了IP 地址。 采用VLSM
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VLSM 例1
（1）先划分大的子网 先把C类网络划分成6个子网，子网1～5分配给网络1～5,
网络6用来进一步划分给网络6～9。因此子网位3位， 子网掩码255.255.255.224。 子网1：219.133.46.00100000,即219.133.46.32／27 子网2：219.133.46.01000000,即219.133.46.64／27 子网3：219.133.46.01100000,即219.133.46.96／27 子网4：219.133.46.10000000,即219.133.46.128／27 子网5：219.133.46.10100000,即219.133.46.160／27 子网6：219.133.46.11000000,即219.133.46.192
Sunnet 1 Sunnet 2 Sunnet 3 Sunnet 4 Sunnet 5 Sunnet 6
207.21.24.196/30 207.21.24.200/30 207.21.24.204/30 207.21.24.208/30 207.21.24.212/30 207.21.24.216/30
因此也“协议转换器”。
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冲突域与广播域
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冲突域与广播域
连接在集线器上的所有设备，构成一个冲突域和广播域 。 交换机的每一个端口构成一个冲突域，所有端口构成同一个广播域。 路由器可以划分冲突域也可以划分广播域，它连接的是不同的冲突域，
不同的广播域。 8
IP地址（IPV4）
224 - 2 216 - 2
C类中：192.168.0.0～192.168.255.255
10
子网划分
提出：一个公司有50台主机，如果申请一个C类地址，
2 那么将有 8 - 2 -50个IP地址将被浪费掉。怎样克服IP
地址浪费？ 方法：将IP地址的主机号部分进一步划分成子网部分
和主机部分。
子网通过“子网掩码”表示 ➢ 与IP地址的网络号和子网号相对应的位用“1”表示 ➢ 与IP地址的主机号相对应的位用“0”表示
X.X.X.10100000 再继续为网络3的10台和网络4的5台划分
子网。
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VLSM 例3
某单位获得一个C类地址 207.21.24.0 ，借用3位划分子
网，可划分为23-2=6个子网，每个子网有25-2=30个IP
地址。如下表
／27称为网络前缀，表示
子网号
子网地址
前面27位代表网络部分， 其余位代表主机部分。
由IETF提出无类别域间路由（Classless Inter-Domain Routing,CIDR），ABC类分界线已不存在，从而节省 IP地址并减少路由表条目。
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VLSM 例2 (详见课本P21)
某单位有4个部门，分别拥有55、25、10、5台主机。现假 设有一个C类IP地址X.X.X.0，如何确定子网掩码以及每个 子网的IP地址范围才能使每个部门有独立的网络，即不同部 门的网络号各不相同。
分析：
➢ 55是主机数最多的网络。26-2=62>55，因此主机位数为6， 子网位为2，划分成22-2=2个子网。把第一个子网分配给网 络1。X.X.X.01000000 即X.X.X.64/255.255.255.192
0010|0001.01|0000| 01 172.16.33.65
0010|0001.01|0000| 10 172.16.33.66 第2个小子网----0010|0001. 01|0001| 00 172.16.33.68
也可以 提供2个IP地址，给广域网用。
0010|0001.01|0001| 01 172.16.33.69
第1章 网络互联基础
10.3.3
1
本章内容
计算机网络基础知识回顾 子网划分 可变长子网掩码 无类别域间路由 路由汇总与超网
2
计算机络基本概念
定义 分类 OSI参考模型与TCP/IP参考模型
应用层
表示层 应用层 SMPT DNS NSP FTP TFTP TELNET
会话层
传输层 传输层 TCP
0010|0001.01|0001| 10 172.16.33.70 第14个小子网---0010|0001. 01|1110| 00 172.16.33.120
也可以 提供2个IP地址，给广域网用。
0010|0001.01|1110| 01 172.16.33.121 24 0010|0001.01|1110| 10 172.16.33.122
➢ 网络2有25台主机，如果将第二个子网X.X.X.10000000都分
配给网络2，那么剩余的网络将无地址可分配，而且62-
25=37个IP也会被浪费。因此要再划分子网，25-2=30>25,5
位主机位，3位网络位。在原来基础上再划分出两个子网。
X.X.X.10000000 即X.X.X.128/255.255.255.224 给网络2。
2取 10 - 2=1022>750 主机号取10位，网络号取6位
➢ 确定子网掩码： 255.255.11111100.0 255.255.252.0 ➢ 确定子网的网络地址、广播地址及IP地址范围。（小
课完成）
12
子网划分的不足
对于上例可以得到 26 一2 =62个相同大小的子网。
每个子网有 210 一2=1022个IP地址。
企业分部或总部的局域网，网络6－9是起互联作用的
广域网。
网络1
网络6
网络2 网络3
网络7 网络8
网络5
网络4
网络9
15
VLSM 例1
2 分析：共有9个子网， n29 子网位为4位，主机 位4位。这样可以划分14个子网，每个子网里14台主机， 不能满足企业25台的需求。 网络6－9只起互联作用，这些网络中不可能有主机接入，
A：207.21.24.197/30 B: 207.21.24.198/30 22
VLSM 例4
一个子网地址172.16.32.0/20,需要给4个远程部门，每 个部门有40台主机分配地址。部门间用广域网相连。
分析：26-2＝62>40，需要6位主机位，再次划分的子网 位应为12-6＝6。
子网地址172.16.32.0/20 二进制格式：10101100.00010000.00100000.00000000 VLSM格式：172.16.32.0/26 二进制格式：10101100.00010000.00100000.00000000
VLSM 例3 图示
25
无类别域间路由CIDR
提出： 1.原来的IP地址5类分类法会造成浪费地址。 2.随着网络地址数量不断增加，主干路由器的路由表 条目也会增加，增大路由器系统开销。 3.子网划分虽解决IP地址分配问题，但每划分一个子网， 都会造成子网号全0或全1的两个子网无法使用，而且 每个子网还要分别一个网络地址和广播地址。
4
网络设备图例
5
各设备功能
中继器：放大和整形信号；可以连接不同物理介质的 网段。
集线器：一种特殊的中继器；5-4-3；产生冲突域。 网桥：具有缓存、过滤、学习、转发、扩散功能；可
以连接不同类型的局域网。网桥表 交换机：多端口网桥；交换表；隔离冲突域，产生广
播域。 路由器：路由选择；隔离广播域。 网关：实现使用不同协议的应用程序之间的数据通信，
UDP
网络层 网际层 ICMP IP ARP|RARP
数据链路层 网络接口层 Ethernet ARPAnet PDN
物理层
Others
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网络互联概述
网络的互联，就是指的两个或两个以上计算机网络通过 中间设备连接在一起进行数据通信和资源共享。
互联在一起的网络通常包含几种不同类型的网络体 系结构，使用不同的物理拓扑结构，不同的传输介 质，不同的网络协议等。
11
子网划分实例
现需要对一个局域网进行子网划分，其中，第一个子 网包含750台计算机，第二个子网包含100台计算机， 第三个子网包含280台计算机。第四个子网包含5台计 算机。如果分配给该局域网一个B类地址140.11.0.0， 请写出IP地址分配方案。
分析： ➢ 确定子网位数：750，100，280，5 其中最大：750
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VLSM 例3
使用剩余子网中的一个207.21.24.192再用30位掩码划分 为6个更小的子网，分配给广域网。
Sunnet 1 Sunnet 2 Sunnet 3 Sunnet 4 Sunnet 5 Sunnet 6
207.21.24.32/27 207.21.24.64/27 207.21.24.96/27 207.21.24.128/27 207.21.24.160/27 207.21.24.192/27
28 - 2
9
特殊IP
网络地址： 一个有效的网络号和一个全“0”的主机 广播地址： 号一个有效的网络号和一个全“1”的主机号 有限广播： 255.255.255.255 回环地址： 127.0.0.1 私有IP：A类中：10.0.0.0～10.255.255.255
B类中：172.16.0.0～172.31.255.255 169.254.0.0----169.254.255.254 （微软保留地址块）
1
207.21.24.32/27
2
207.21.24.64/27
3
207.21.24.96/27
4
207.21.24.128/27
5
207.21.24.160/27
6
207.21.24.192/27
20
VLSM 例3
该单位有4个远程办公室，用上表其中4个子网。只剩2 个子网用于扩展。而且，远程办公室之间有3条广域网 链路需要IP地址。怎么办？ 使用VLSM
17
VLSM例1
（2）第六个子网子网化 网络6～9只需要2台主机，即只需要2位主机位，这样
原来剩下5位主机位可以借出3位用来进一步划分子网： 219.133.46.110 XXX YY X表示新的子网位，Y表示新的主机位 219.133.46. 110 000 00,即219.133.46.192／30 219.133.46. 110 001 00,即219.133.46.196／30 219.133.46. 110 010 00,即219.133.46.200／30 219.133.46. 110 011 00,即219.133.46.204／30 等等 这样网络1～5采用27位掩码，网络6～9采用的是30位 掩码，采用VLSM后各个子网允许的主机数就能满足 企业的需求。