子网划分和子网掩码

实验四子网划分和子网掩码

一、为什么要划分子网

在20世纪70年代初期，建立Internet的工程师们并未意识到计算机和通信在未来的迅猛发展。局域网和个人电脑的发明对未来的网络产生了巨大的冲击。开发者们依据他们当时的环境，并根据那时对网络的理解建立了逻辑地址分配策略。他们知道要有一个逻辑地址管理策略，并认为32位的地址已足够使用。为了给不同规模的网络提供必要的灵活性，IP地址的设计者将IP地址空间划分为五个不同的地址类别，如下表所示，其中

232（4,294,967,296，约为43亿）个独立的地址。这样的地址空间在因特网早期看来几乎是无限的，于是便将IP地址根据申请而按类别分配给某个组织或公司，而很少考虑是否真的需要这么多个地址空间，没有考虑到IPv4地址空间最终会被用尽。但是在实际网络规划中，它们并不利于有效地分配有限的地址空间。对于A、B类地址，很少有这么大规模的公司能够使用，而C类地址所容纳的主机数又相对太少。所以有类别

的IP地址并不利于有效地分配有限的地址空间，不适用于网络规划。二、如何划分子网

为了提高IP地址的使用效率，引入了子网的概念。将一个网络划分为子网：采用借位的方式，从主机位最高位开始借位变为新的子网位，所剩余的部分则仍为主机位。这使得IP地址的结构分为三级地址结构：网络位、子网位和主机位。这种层次结构便于IP地址分配和管理。它的使用关键在于选择合适的层次结构--如何既能适应各种现实的物理网络规模，又能充分地利用IP地址空间（即：从何处分隔子网号和主机号）。

三、子网掩码的作用

简单地来说，掩码用于说明子网域在一个IP地址中的位置。子网掩码主要用于说明如何进行子网的划分。掩码是由32位组成的，很像IP地址。对于三类IP地址来说，有一些自然的或缺省的固定掩码。(参考

P189)

四、如何来确定子网地址

如果此时有一个I P地址和子网掩码，就能够确定设备所在的子网。子网掩码和IP地址一样长，用32bit组成，其中的1表示在IP地址中对应的网络号和子网号对应比特，0表示在IP地址中的主机号对应的比特。将子网掩码与IP地址逐位相“与”，得全0部分为主机号，前面非0部分为网络号。参考（P190表7-5）

要划分子网就需要计算子网掩码和分配相应的主机块，尽管采用二进制计算可以得出结论，但采用十进制计算方法看起来要比二进制方法简单许多，经过一番观察和总结，我终于得出了子网掩码及主机块的十进制算法。

首先要明确一些概念：

类范围：IP地址常采用点分十进制表示方法X.Y.Y.Y，在这里

X=1--126时称为A类地址;

X=128--191时称为B类地址;

X=192--223时称为C类地址;

如10.202.52.130因为X=10在1--126范围内所以称为A类地址

类默认子网掩码：A类为 255.0.0.0

B类为 255.255.0.0

C类为 255.255.255.0

当我们要划分子网用到子网掩码M时，类子网掩码的格式应为

A类为 255.M.0.0

B类为 255.255.M.0

C类为 255.255.255.M

M是相应的子网掩码如：255.255.255.240

十进制计算基数：256，等一下我们所有的十进制计算都要用256来进行。

几个公式变量的说明：

Subnet_block：可分配子网块大小，指在某一子网掩码下的子网的块数。

Subnet_num：实际可分配子网数，指可分配子网块中要剔除首、尾两块，这是某一子网掩码下可分配的实际子网数量，它等于

Subnet_block-2。

IP_block：每个子网可分配的IP地址块大小。

IP_num：每个子网实际可分配的IP地址数，因为每个子网的首、尾IP地址必须保留（一个为网络地址，一个为广播地址），所以它等于IP_block-2，IP_num也用于计算主机段

M：子网掩码(net mask)。

它们之间的公式如下：

M=256-IP_block

IP_block=256/Subnet_block，反之Subnet_block=256/IP_block

IP_num=IP_block-2

Subnet_num=Subnet_block-2

2的冥数：要熟练掌握2^8（256）以内的2的冥代表的十进制数，如128=2^7、64=2^6…，这可使我们立即推算出Subnet_block和

IP_block数。

现在我们举一些例子:

一、已知所需子网数12，求实际子网数

解：这里实际子网数指Subnet_num，由于12最接近2的冥为

16（2^4），即Subnet_block=16，那么Subnet_num=16-2=14，故实际子网数为14。

二、已知一个B类子网每个子网主机数要达到60x255(约相当于X.Y.0.1--X.Y.59.254的数量)个，求子网掩码。

解：1、60接近2的冥为64（2^6），即，IP_block=64

2、子网掩码M=256-IP_block

=256-64=192

3、子网掩码格式B类是：255.255.M.0.

所以子网掩码为：255.255.192.0

三、如果所需子网数为7，求子网掩码

解：1、7最接近2的冥为8，但8个Subnet_block因为要保留首、尾2个子网块，即8-2=6<7,并不能达到所需子网数，所以应取2的冥为16，即Subnet_block=16

2、IP_block=256/Subnet_block=256/16=16

3、子网掩码M=256-IP_block=256-16=240。

四、已知网络地址为211.134.12.0，要有4个子网，求子网掩码及主机段。

解：1、211.y.y.y是一个C类网，子网掩码格式为255.255.255.M

2、4个子网，4接近2的冥是8（2^3），所以Subnet_block=8

Subnet_num=8-2=6

3、IP_block=256/Subnet_block=256/8=32

4、子网掩码M=256-IP_block=256-32=224

5、所以子网掩码表示为255.255.255.224

6、因为子网块（Subnet_block）的首、尾两块不能使用，所以可分配6个子网块（Subnet_num），每块32个可分配主机块（IP_block）即：32-63、64-95、96-12

7、128-159、160-191、192-223

首块（0-31）和尾块（224-255）不能使用

7、每个子网块中的可分配主机块又有首、尾两个不能使用（一个是子网网络地址，一个是子网广播地址），所以主机段分别为：33-62、65-94、97-126、129-158、161-190、193-222

8、所以子网掩码为255.255.255.224

主机段共6段为：211.134.12.33--211.134.12.62

211.134.12.65--211.134.12.94

211.134.12.97--211.134.12.126

211.134.12.129--211.134.12.158

211.134.12.161--211.134.12.190

211.134.12.193--211.134.12.222

可以任选其中的4段作为4个子网。

总之，只要理解了公式中的逻辑关系，就能很快计算出子网掩码，从而得出可分配的主机段，参加MCSE和CCNA考试的时候使用这种方法可以顺利地通过相关试题的考试，而不用象记9×9乘法口诀表一样去背什么二进制掩码表了。

实验目的

1．掌握子网划分的方法和子网掩码的设置

2．理解IP协议与MAC地址的关系