讲课IP地址的分类与子网划分
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为避免网络和子网的广播地址混淆， 不使用192.168.5.11111000子网
第三章、IP地址与子网划分
讲授人：姚汝贤
黄淮学院信息工程学院 2011.10
一、教学目的、要求
1. 了解IP地址分类与层次结构 2. 了解子网掩码的作用 3. 掌握子网划分的方法 4. 网络规划与分析 5. 网络设计
1. IP 地址
192.168.2.100
IP 地址
192.168.1.100
192.168.3.100
B类地址(128.1.0.0--191.254.255.255)
计算机网络技术 110
IPv4 C类地址
网络ID位
主机ID位
C 类地址被分配给小型网络。
C 类地址的三个高序位总是设置为 110，前 24 位中剩余21 位指定特定的网络，后 8 位指定了特定的主机。
可以将 C 类地址分配给 2,097,152 个网络，每个网络可以 有 254 （28-2）个主机。
IP 地 址
32 Bits
Network
8 Bits
8 Bits
8 Bits
Host
8 Bits
192 . 168 . 0 . 66
IPv4地址结构
IPv4的IP地址包括两个部分：NETID和HOSTID,
NETID标识一个网络. HOSTID标识在该网络上的一个主机。
IP地址格式：NetID + HostID
3.2.1 划分子网
2. 子网掩码 从一个IP数据报的首部并无法判断源主
机或目的主机所连接的网络是否进行了 子网的划分。
使用子网掩码(subnet mask)可以找出 IP 地址中的子网部分。
IP 地址的各字段和子网掩码
两级 IP 地址
因特网部分 网络号 net-id
本地部分 主机号 host-id
172.16.1.0
172.16.2.0
网络 172.16.0.0
172.16.2.200 172.16.2.2
172.16.2百度文库160
子网地址
172.13.2.1 E1
E0 172.16.2.1
172.13.2.5 172.13.2.100 172.13.2.150
172.16 . 2 . 160
“与”运算 11000000.10101000.00000001.00000000 转换为十进制192.168.1.0，这就是网络号，
计算主机号，再将子网掩码按位取反，也就是 00000000.00000000.00000000.11111111，与IP AND 得出 结果00000000.00000000.00000000.00000001，转换为十进制， 即0.0.0.1， 这0.0.0.1就是主机号。网络号相同的就是同一网段。
这种做法叫作划分子网(subnetting) 。划 分子网已成为因特网的正式标准协议 [RFC950]。
划分子网的基本思路
划分子网纯属一个单位内部的事情。单位 对外仍然表现为没有划分子网的网络。
从主机号借用若干个比特作为子网号 subnet-id，而主机号 host-id 也就相应减少 了若干个比特。
# Bits 1 1 1
Class C:
110
21 network #
8 host #
识 别 IP地 址 分 类 (第 一 字 节 )
High Order Bits
0 10 110
Octet in Decimal
1 -126 128 -191 192 -223
Address Class
A B C
计算机网络技术
可使用的子网为： 192.168.5.00001000, 192.168.5.00010000, ………… 192.168.5.11110000
Other
Subnets 。。。
192.168.5.24
现有C类地址： 192.168.5.0
要划分： 20 个子网 5 主机/子网，如何划分？
192.168.5.8
2）检查剩余的位数能否满足每个子网中主机 台数的要求：
∵ 23＞5+2 ∴ 可以满足每子网5台主机的要求。 3）∵ 11111000B = 248 ∴ 子网掩码为255.255.255.248。 4）子网地址可在8、16、24、32、……、 240共30个地址中 任意选择20个。
子网划分举例
为避免网络和子网号混淆， 不使用192.168.5.00000000子网
IP地址 ::= {<网络号>, <子网号>, <主机号>}
划分子网的基本思路
凡是从其他网络发送给本单位某个主机 的 IP 数据报，仍然是根据 IP 数据报的 目的网络号 net-id，先找到连接在本单 位网络上的路由器。
然后此路由器在收到 IP 数据报后，再 按目的网络号 net-id 和子网号 subnet-id 找到目的子网。
划分子网时 的网络地址
net-id
subnet-id host-id 为全 0
A 类、B 类和 C 类 IP 地址的默认子网掩码
A 类
网络地址
net-id
host-id 为全 0
地 址
默认子网掩码 255.0.0.0
1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00
最后就将 IP 数据报直接交付给目的主 机。
划分子网后变成了三级结构
当没有划分子网时，IP 地址是两级结构， 地址的网络号字段也就是 IP 地址的“因 特网部分”，而主机号字段是 IP 地址的 “本地部分”。
划分子网后 IP 地址就变成了三级结构。 划分子网只是将 IP 地址的本地部分进行 再划分，而不改变 IP 地址的因特网部分。
网络ID位
主机ID位
0
0 255
00000000 0
0 1 1 1 1 1 1 1 127
0 255
0 255
第一，A 类网络 ID 的高序位总是设置为 0，此约定将 A 类网络 ID 的数量从 256 个减少到 128 个。 第二，首八位设置成 00000000 的地址是不能被分配的，因为它们构成了被保留 的网络 ID。 第三，首八位设置成 01111111（十进制的 127）地址是不能被分配的，因为是为 环回地址保留的。网络软件测试或本地机器进程间通信. 所以，后面两个约定将 A 类网络 ID 的数量从 128 个减少到 126 个。
(IP 地址) AND (子网掩码) =网络地址
两级 IP 地址
因特网部分 网络号 net-id
本地部分 主机号 host-id
因特网部分
本地部分
三级 IP 地址
net-id
subnet-id
host-id
子网掩码
网络号
AND子网号
主机号
1111111111111111 11111111 00000000
B 类
网络地址
net-id
host-id 为全 0
地 址
默认子网掩码 255.255.0.0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
C 类
网络地址
net-id
host-id 为全 0
地
址
默认子网掩码 255.255.255.0
IPv4 A类地址
网络ID位 0
主机ID位
A 类网络 ID 被分配给拥有大量主机的网络。
A 类网络 ID 的前缀长度只有 8 位。
剩余的 24 位可用来标识多达 16,777,214 个主机 ID。
这个较短的前缀长度将把可接受 A 类网络 ID 的网络数量 限制为 126 个。
计算机网络技术
IPv4 A类地址
因特网部分
本地部分
三级 IP 地址
net-id
subnet-id
host-id
网络号
子网号
主机号
子网掩码 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0
划分子网时 的网络地址
net-id
subnet-id host-id 为全 0
网络
主机
原路由表
网络
端口
172.16.0.0
E0
172.16.0.0
E1
172.16.2.200 172.16.2.2
172.16.2.160
子网地址
172.13.2.1 E1
E0 172.16.2.1
172.13.2.5 172.13.2.100 172.13.2.150
172.16 . 2 . 160
网络
子网 主机
网络
新路由表 子网掩码
端口
172.16.2.0 255.255.255.0 E0
172.13.2.0 255.255.255.0 E1
子网规划举例
Q:已分配了一个C类地址：201.222.5.0，假设需要20个 子网，每个子网有5台主机,试确定各子网地址和子 网掩码。
A: 1）对C类地址，要从最后8位中分出几位作为子网 地址： ∵ 24＜20＜25 ∴ 选择5位作为子网地址，共可提供30个子网 地址。
C类地址 (192.0.1.0--223.255.255.255)
IPv4私有IP地址
• RFC1918定义全局IP地址/专用IP地址
• 全局IP地址：用于因特网—公共主机；
• 专用IP地址：仅用于组织的专用网内部—本 地主机。
10.0.0.0-10.255.255.255 1个A类地址；
172.16.0.0-172.31.255.255 16个连续的B类 地址；
如何判断IP地址的网络号、子网号和主机号？ IP地址与子网掩码结合使用进行逻辑“与”运算
“与”运算：0和1＝0 0和0＝0 1和1＝1 例如：192.168.1.1，255.255.255.0，先转换为二进制，然后 每位进行 “与”运算，得到网络号。
ＩＰ 11000000.10101000.00000001.00000001 子网掩码11111111.11111111.11111111.00000000
192.168.1.0
192.168.1.100
192.168.2.0
192.168.3.0
Network ID
192.168.2.101
Host ID
IPv4地址表示
在IPv4系统中，IP地址是一个32位的二进制 地址。例如： 11001010 01110010 11001110 11001010 为便于记忆，将其划为4组，每组8位，由小 数点分开，用四个字节来表示。如： 11001010.01110010.11001110.11001010 用点分开的每个字节的数值范围是0-255， 习惯用十进制表示如： 202.114.206.202
A类地址范围(1.0.0.0到126.255.255.255)
计算机网络技术
IPv4 B类地址
网络ID位 10
主机ID位
B 类网络 ID 被分配给中型和大型网络。 用 14 位表示 B 类网络 ID，用 16 位表示主机 ID。 可以将 B 类地址分配给 16,384 个网络，每个网络可以有 65,534 个主机。216-2=65534
111111111111111111111111
00000000
不设子网的网络
172.16.0.1 172.16.0.2 172.16.0.3 172.16.255.253 172.16.255.254 …...
172.16.0.0
网络 172.16.0.0
设置子网的网络
172.13.2.0 172.16.4.0
网络标识(NetID)：表示主机所在网络； 主机标识(HostID)：表示主机在网段中的唯一标识。
NET ID
HostID
IP 地 址的分类
# Bits 1 0
Class A:
7 network #
# Bits 1 1
Class B:
10
14 network #
24 host #
16 host #
192.168.0.0-192.168.255.255 256个连续的 C类地址。
2、子网掩码
子网掩码不能单独存在，它必须结合IP地址一起使用。子网掩码 只有一个作用，就是将某个IP地址划分成网络地址和主机地址两 部分。
子网通过“子网掩码”表示 子网掩码采用了32位二进制数值 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
3.2 划分子网的划分
3.2.1 划分子网
1. 从两级 IP 地址到三级 IP 地址
在 ARPANET 的早期，IP 地址的设计确 实不够合理
IP 地址空间的利用率有时很低 给每一个物理网络分配一个网络号会使路由
表变得太大因而使网络性能变坏 两级的 IP 地址不够灵活
三级 IP 地址
从 1985 年起在 IP 地址中又增加了一个 “子网号字段”，使两级的 IP 地址变成 为三级的 IP 地址。
第三章、IP地址与子网划分
讲授人：姚汝贤
黄淮学院信息工程学院 2011.10
一、教学目的、要求
1. 了解IP地址分类与层次结构 2. 了解子网掩码的作用 3. 掌握子网划分的方法 4. 网络规划与分析 5. 网络设计
1. IP 地址
192.168.2.100
IP 地址
192.168.1.100
192.168.3.100
B类地址(128.1.0.0--191.254.255.255)
计算机网络技术 110
IPv4 C类地址
网络ID位
主机ID位
C 类地址被分配给小型网络。
C 类地址的三个高序位总是设置为 110，前 24 位中剩余21 位指定特定的网络，后 8 位指定了特定的主机。
可以将 C 类地址分配给 2,097,152 个网络，每个网络可以 有 254 （28-2）个主机。
IP 地 址
32 Bits
Network
8 Bits
8 Bits
8 Bits
Host
8 Bits
192 . 168 . 0 . 66
IPv4地址结构
IPv4的IP地址包括两个部分：NETID和HOSTID,
NETID标识一个网络. HOSTID标识在该网络上的一个主机。
IP地址格式：NetID + HostID
3.2.1 划分子网
2. 子网掩码 从一个IP数据报的首部并无法判断源主
机或目的主机所连接的网络是否进行了 子网的划分。
使用子网掩码(subnet mask)可以找出 IP 地址中的子网部分。
IP 地址的各字段和子网掩码
两级 IP 地址
因特网部分 网络号 net-id
本地部分 主机号 host-id
172.16.1.0
172.16.2.0
网络 172.16.0.0
172.16.2.200 172.16.2.2
172.16.2百度文库160
子网地址
172.13.2.1 E1
E0 172.16.2.1
172.13.2.5 172.13.2.100 172.13.2.150
172.16 . 2 . 160
“与”运算 11000000.10101000.00000001.00000000 转换为十进制192.168.1.0，这就是网络号，
计算主机号，再将子网掩码按位取反，也就是 00000000.00000000.00000000.11111111，与IP AND 得出 结果00000000.00000000.00000000.00000001，转换为十进制， 即0.0.0.1， 这0.0.0.1就是主机号。网络号相同的就是同一网段。
这种做法叫作划分子网(subnetting) 。划 分子网已成为因特网的正式标准协议 [RFC950]。
划分子网的基本思路
划分子网纯属一个单位内部的事情。单位 对外仍然表现为没有划分子网的网络。
从主机号借用若干个比特作为子网号 subnet-id，而主机号 host-id 也就相应减少 了若干个比特。
# Bits 1 1 1
Class C:
110
21 network #
8 host #
识 别 IP地 址 分 类 (第 一 字 节 )
High Order Bits
0 10 110
Octet in Decimal
1 -126 128 -191 192 -223
Address Class
A B C
计算机网络技术
可使用的子网为： 192.168.5.00001000, 192.168.5.00010000, ………… 192.168.5.11110000
Other
Subnets 。。。
192.168.5.24
现有C类地址： 192.168.5.0
要划分： 20 个子网 5 主机/子网，如何划分？
192.168.5.8
2）检查剩余的位数能否满足每个子网中主机 台数的要求：
∵ 23＞5+2 ∴ 可以满足每子网5台主机的要求。 3）∵ 11111000B = 248 ∴ 子网掩码为255.255.255.248。 4）子网地址可在8、16、24、32、……、 240共30个地址中 任意选择20个。
子网划分举例
为避免网络和子网号混淆， 不使用192.168.5.00000000子网
IP地址 ::= {<网络号>, <子网号>, <主机号>}
划分子网的基本思路
凡是从其他网络发送给本单位某个主机 的 IP 数据报，仍然是根据 IP 数据报的 目的网络号 net-id，先找到连接在本单 位网络上的路由器。
然后此路由器在收到 IP 数据报后，再 按目的网络号 net-id 和子网号 subnet-id 找到目的子网。
划分子网时 的网络地址
net-id
subnet-id host-id 为全 0
A 类、B 类和 C 类 IP 地址的默认子网掩码
A 类
网络地址
net-id
host-id 为全 0
地 址
默认子网掩码 255.0.0.0
1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00
最后就将 IP 数据报直接交付给目的主 机。
划分子网后变成了三级结构
当没有划分子网时，IP 地址是两级结构， 地址的网络号字段也就是 IP 地址的“因 特网部分”，而主机号字段是 IP 地址的 “本地部分”。
划分子网后 IP 地址就变成了三级结构。 划分子网只是将 IP 地址的本地部分进行 再划分，而不改变 IP 地址的因特网部分。
网络ID位
主机ID位
0
0 255
00000000 0
0 1 1 1 1 1 1 1 127
0 255
0 255
第一，A 类网络 ID 的高序位总是设置为 0，此约定将 A 类网络 ID 的数量从 256 个减少到 128 个。 第二，首八位设置成 00000000 的地址是不能被分配的，因为它们构成了被保留 的网络 ID。 第三，首八位设置成 01111111（十进制的 127）地址是不能被分配的，因为是为 环回地址保留的。网络软件测试或本地机器进程间通信. 所以，后面两个约定将 A 类网络 ID 的数量从 128 个减少到 126 个。
(IP 地址) AND (子网掩码) =网络地址
两级 IP 地址
因特网部分 网络号 net-id
本地部分 主机号 host-id
因特网部分
本地部分
三级 IP 地址
net-id
subnet-id
host-id
子网掩码
网络号
AND子网号
主机号
1111111111111111 11111111 00000000
B 类
网络地址
net-id
host-id 为全 0
地 址
默认子网掩码 255.255.0.0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
C 类
网络地址
net-id
host-id 为全 0
地
址
默认子网掩码 255.255.255.0
IPv4 A类地址
网络ID位 0
主机ID位
A 类网络 ID 被分配给拥有大量主机的网络。
A 类网络 ID 的前缀长度只有 8 位。
剩余的 24 位可用来标识多达 16,777,214 个主机 ID。
这个较短的前缀长度将把可接受 A 类网络 ID 的网络数量 限制为 126 个。
计算机网络技术
IPv4 A类地址
因特网部分
本地部分
三级 IP 地址
net-id
subnet-id
host-id
网络号
子网号
主机号
子网掩码 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0
划分子网时 的网络地址
net-id
subnet-id host-id 为全 0
网络
主机
原路由表
网络
端口
172.16.0.0
E0
172.16.0.0
E1
172.16.2.200 172.16.2.2
172.16.2.160
子网地址
172.13.2.1 E1
E0 172.16.2.1
172.13.2.5 172.13.2.100 172.13.2.150
172.16 . 2 . 160
网络
子网 主机
网络
新路由表 子网掩码
端口
172.16.2.0 255.255.255.0 E0
172.13.2.0 255.255.255.0 E1
子网规划举例
Q:已分配了一个C类地址：201.222.5.0，假设需要20个 子网，每个子网有5台主机,试确定各子网地址和子 网掩码。
A: 1）对C类地址，要从最后8位中分出几位作为子网 地址： ∵ 24＜20＜25 ∴ 选择5位作为子网地址，共可提供30个子网 地址。
C类地址 (192.0.1.0--223.255.255.255)
IPv4私有IP地址
• RFC1918定义全局IP地址/专用IP地址
• 全局IP地址：用于因特网—公共主机；
• 专用IP地址：仅用于组织的专用网内部—本 地主机。
10.0.0.0-10.255.255.255 1个A类地址；
172.16.0.0-172.31.255.255 16个连续的B类 地址；
如何判断IP地址的网络号、子网号和主机号？ IP地址与子网掩码结合使用进行逻辑“与”运算
“与”运算：0和1＝0 0和0＝0 1和1＝1 例如：192.168.1.1，255.255.255.0，先转换为二进制，然后 每位进行 “与”运算，得到网络号。
ＩＰ 11000000.10101000.00000001.00000001 子网掩码11111111.11111111.11111111.00000000
192.168.1.0
192.168.1.100
192.168.2.0
192.168.3.0
Network ID
192.168.2.101
Host ID
IPv4地址表示
在IPv4系统中，IP地址是一个32位的二进制 地址。例如： 11001010 01110010 11001110 11001010 为便于记忆，将其划为4组，每组8位，由小 数点分开，用四个字节来表示。如： 11001010.01110010.11001110.11001010 用点分开的每个字节的数值范围是0-255， 习惯用十进制表示如： 202.114.206.202
A类地址范围(1.0.0.0到126.255.255.255)
计算机网络技术
IPv4 B类地址
网络ID位 10
主机ID位
B 类网络 ID 被分配给中型和大型网络。 用 14 位表示 B 类网络 ID，用 16 位表示主机 ID。 可以将 B 类地址分配给 16,384 个网络，每个网络可以有 65,534 个主机。216-2=65534
111111111111111111111111
00000000
不设子网的网络
172.16.0.1 172.16.0.2 172.16.0.3 172.16.255.253 172.16.255.254 …...
172.16.0.0
网络 172.16.0.0
设置子网的网络
172.13.2.0 172.16.4.0
网络标识(NetID)：表示主机所在网络； 主机标识(HostID)：表示主机在网段中的唯一标识。
NET ID
HostID
IP 地 址的分类
# Bits 1 0
Class A:
7 network #
# Bits 1 1
Class B:
10
14 network #
24 host #
16 host #
192.168.0.0-192.168.255.255 256个连续的 C类地址。
2、子网掩码
子网掩码不能单独存在，它必须结合IP地址一起使用。子网掩码 只有一个作用，就是将某个IP地址划分成网络地址和主机地址两 部分。
子网通过“子网掩码”表示 子网掩码采用了32位二进制数值 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
3.2 划分子网的划分
3.2.1 划分子网
1. 从两级 IP 地址到三级 IP 地址
在 ARPANET 的早期，IP 地址的设计确 实不够合理
IP 地址空间的利用率有时很低 给每一个物理网络分配一个网络号会使路由
表变得太大因而使网络性能变坏 两级的 IP 地址不够灵活
三级 IP 地址
从 1985 年起在 IP 地址中又增加了一个 “子网号字段”，使两级的 IP 地址变成 为三级的 IP 地址。