IP地址划分和子网划分构造超网
IP地址与子网划分
IP地址与子网划分IP地址和子网划分是计算机网络中非常重要的概念。
IP地址是用于标识网络中设备的唯一地址，而子网划分则是将一个网络划分为多个子网，以提高网络管理和安全性。
本文将详细介绍IP地址的分类和子网划分的原理和应用。
一、IP地址的分类IP地址由32位二进制数表示，通常以四个十进制数（例如192.168.0.1）表示。
根据IP地址的规模和功能要求，通常可以分为以下几类：1. A类地址：从1.0.0.0到126.0.0.0，其中第一位为0，适用于大规模网络；2. B类地址：从128.0.0.0到191.255.0.0，其中前两位为10，适用于中等规模网络；3. C类地址：从192.0.0.0到223.255.255.0，其中前三位为110，适用于小规模网络；4. D类地址：从224.0.0.0到239.255.255.255，用于多点广播；5. E类地址：从240.0.0.0到255.255.255.255，保留为将来使用。
不同类别的IP地址可以容纳的主机数量不同，A类地址最多可容纳约16,777,214个主机，B类地址最多可容纳约65,534个主机，C类地址最多可容纳约254个主机。
二、子网划分的原理子网划分是将一个网络划分为多个子网，以便更好地管理和组织网络。
在进行子网划分时，需要使用子网掩码来确定网络地址和主机地址的边界。
子网掩码是一个32位的二进制数，用于将IP地址中的网络部分与主机部分进行划分。
子网掩码中所有网络部分的位都为1，所有主机部分的位都为0。
例如，对于一个C类地址的IP地址192.168.0.1，默认的子网掩码为255.255.255.0，表示前24位是网络部分，后8位是主机部分。
通过对子网掩码进行调整，可以将一个网络划分为多个子网。
例如，将默认的子网掩码255.255.255.0调整为255.255.255.128，表示前25位是网络部分，后7位是主机部分。
这样就将原网络划分为了两个子网，分别可以容纳128个主机。
IP地址与子网划分
IP地址与⼦⽹划分IP地址与⼦⽹划分及VLANIP的概念概念：IP地址相当于每个⼈的⾝份证号码，且唯⼀的，⽤于在TCP/IP通信协议中标记每台计算机的地址，⼀般⽤⼗进制表⽰，如10.10.0.125；在计算机⾥，IP地址是⼀个32位的⼆进制数值，如00001010 10101000 10000001 (10.10.0.125）IP地址的五⼤分类1、IP地址的组成 ⼀个完整的IP地址由两部分组成：⽹络号：所属的⽹络段编码主机号：该⽹段中该主机的地址编码PS：⼀个完整的IP地址信息应该包括IP地址、⼦⽹掩码、默认⽹关和DNS等四部分。
只有这四部分协同⼯作，才能与互联⽹中的计算机相互访问；2、按照⽹络规模的⼤⼩，IP地址可以分为A、B、C、D、E五类：A类地址：0 （开头）+7位（⽹络地址）+24位（主机地址） 1.0.0.0~126.255.255.255B类地址：10（开头）+14位（⽹络地址）+16位（主机地址）128.0.0.0~191.255.255.255C类地址：110（开头）+21位（⽹络地址）+8位（主机地址）192.0.0.0~223.255.255.255D类以1110开始⽤于⼴播E类以11110开始⽤于科研保留PS：A、B、C类为3种主要的类型地址，D类、E类基本⽤不到；A类地址具有24为主机地址，因此应⽤于⼤规模环境B类居中C类地址具有8位主机地址，应⽤于规模较⼩的⽹络3、私有地址概念：即只能在局域⽹内使⽤、不能在公⽹上使⽤的ip地址> A类的私有地址: 10.0.0.0 ～ 10.255.255.255>> B类的私有地址: 172.16.0.0 ～ 172.31.255.255> (⽹络号范围： 10101010 00010000 ～ 10101010 00011111)>> C类的私有地址: 192.168.0.0 ～ 192.168.255.255> (⽹络号范围： 11000000 10101000 00000000 ～ 11000000 10101000 11111111)⼦⽹掩码⼦⽹掩码(⽹络掩码),它是⼀种⽤来指明⼀个IP地址的哪些位标识的是主机所在的⼦⽹，以及哪些位标识的是主机的位掩码,w⽹络地址部分全⽤1表⽰，主机部分全⽤0表⽰；通过⼦⽹掩码，就可以判断两个IP在不在⼀个局域⽹内部。
子网划分和构成超网.
R3
网络 145.13.0.0
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
要发送的分组的目的 IP 地址：128.30.33.138
128.30.33.13 H1 子网1： 网络地址 128.30.33.0 子网掩码 255.255.255.128 128.30.33.1 0 R1 128.30.33.130
R1 的路由表
目的网络地址 子网掩码 128.30.33.0 255.255.255.128 128.30.33.128 255.255.255.128 128.30.36.0 255.255.255.0 下一跳 接口 0 接口 1 R2
A 类、B 类和 C 类 IP 地址的默认子网掩t-id 为全 0
默认子网掩码 1 1 1 1 1 1 1 1 000000000000000000000000 255.0.0.0 网络地址 net-id host-id 为全 0
B 类 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 网络地址 net-id host-id 为全 0
但数据报的首部并没有提供子网掩码的信息。
分组转发的算法也必须做相应的改动。
划分子网后分组的转发举例
128.30.33.13 H1 子网1： 网络地址 128.30.33.0 子网掩码 255.255.255.128 128.30.33.1 0 R1 128.30.33.130
子网和超网有啥不一样？
子网和超网有啥不一样？子网和超网是为解决互联网地址即将耗尽问题而发明的技术。
其中超网划分是子网划分的逆过程。
通常子网划分是将大型网络划分为较小网络的技术，而超网是将较小范围的地址组合成较大空间的方法；设计超网以使路由过程更加方便。
这是因为超网减少了路由表信息的大小，从而可以在路由器内存中消耗更少的空间。
子网划分采用FLSM 和VLSM，而超网划分采用CIDR方法。
子网子网(Subnetting)划分是一种将单个物理网络划分为多个小型逻辑子网络，这些子网称为子网，IP地址由网段和主机段组合而成。
通过接受来自IP地址主机部分的位来构建子网，然后将这些位用于分配原始网络中的许多小型子网络。
子网基本上将主机位转换为网络位。
初设计子网划分策略是为了减缓IP地址的消耗。
子网划分允许管理员将单个A类、B类、C类网络划分为更小的部分。
其中VLSM(可变长度子网掩码)是一种将IP地址空间划分为不同大小的子网并防止内存浪费的技术。
此外当子网中的主机数量相同时，通常采用FLSM(固定长度子网掩码)划分。
图1.子网划分及IP地址超网超网(Supernetting)是子网的逆过程，它是将几个网络合并为一个网络。
在执行超网时掩码位向默认掩码的左侧移动。
超网也称为路由器汇总和聚合，其将导致以网络地址为代价创建更多的主机地址，其中基本上网络位被转换为主机位。
超网由互联网服务提供商而非普通用户进行，以实现最有效的IP 地址分配。
CIDR(无类域间路由)是用于通过Internet路由网络流量的方案。
CIDR是一种超网技术，可将几个子网组合在一起用于网络路由。
简而言之CIDR允许在子网中组织IP地址，而与地址的值无关。
图2.超网及IP地址子网和超网区别•用于将大型网络划分为较小子网的策略称为子网划分;超网是将多个网络合并为一个网络。
•子网划分过程涉及从IP地址增加网络部分位;在超网中地址的主机部分位增加。
•为了执行子网划分，掩码位被重新定位到默认掩码的右侧;在超网中掩码位移动到默认掩码的左侧。
IP地址种类与子网划分
IP地址、子网掩码详解第一章、IP地址的介绍一、IP地址的分类把整个Internet网堪称单一的网络，IP地址就是给每个连在Internet网的主机分配一个在全世界范围内唯一的标示符，Internet管理委员会定义了A、B、C、D、E五类地址，在每类地址中，还规定了网络编号和主机编号。
在TCP/IP协议中，IP地址是以二进制数字形式出现的，共32bit，1bit就是二进制中的1位，但这种形式非常不适用于人阅读和记忆。
因此Internet管理委员会决定采用一种"点分十进制表示法"表示IP地址：面向用户的文档中，由四段构成的32 比特的IP地址被直观地表示为四个以圆点隔开的十进制整数，其中，每一个整数对应一个字节（8个比特为一个字节称为一段）。
A、B、C类最常用，下面加以介绍。
本文介绍的都是版本4的IP地址，称为IPv4.1、A类地址：网络标识范围1～126，有27 -2=126个网段（减2是因为0不用，127留作它用）主机标识占3组8位二进制数，有224-2=16777216台主机（减2是因为全0地址为网络地址，全1为广播地址）。
缺省子网掩码：255·0·0·0换算成二进制为11111111·00000000·00000000·000000002、B类地址：网络标识范围128～191，有214 =16384个网段主机标识占2组8位二进制数，有216-2=65533台主机，适用于结点比较多的网络。
缺省子网掩码：255·255·0·0 换算成二进制为11111111·11111111·00000000·000000003、C类地址：网络标识范围192～223，有221 =2097152个网段主机标识占1组8位二进制数，有28-2= 254台主机，适用于结点比较少的网络。
划分子网和构造超网
网络地址
xxxxxxx
x
主机地址= 0 ：子网地址， 不可作为地址分配， 主机地址= 1 ：广播地址，不可分配， 因此最多只能借6位。
子网具体的划分方法
• 对子网的划分，可以将单个网络的主机号分为两个部分， 其中一部分用于子网号编址，另一部分用于主机号编址。
• 划分子网号的位数，取决于具体的需要。若子网号所占的 比特越多，可分配给主机的位数就越少，也就是说，在一 个子网中所包含的主机就越少。 • 比如一个B类网络172.17.0.0，将主机号分为两部分，其 中8个比特用于子网号，另外8个比特用于主机号，那么 这个B类网络就被分为254个子网，每个子网可以容纳 254台主机。
确定子网掩码
C类的网络 192 · 168 · 1 · 0
使用2位划分子网 划分子网 192 · 168 · 1 ·
11111111
11111111
11111111 11000000
子网掩码为：255.255.255.192
确定标识每一个子网的网络地址。
子网掩码为：255.255.255.192 11111111 11111111 11111111 11000000 列出可能的组合 00 192 · 168 · 01 1 10 11 原有的网络号 + 000000 000000 网络地址 000000 000000 192.168.1.64 192.168.1.128
•
•
子网划分的层次结构
三维地址结构
— 原有地址结构是二维的（网络地址，主机地址），增加地址空间的维数 可提高地址分配中的灵活性和可用性； 三维结构：（网络地址，子网地址，主机地址） — 在一个C类地址中仅主机地址可由网管人员自主分配，向主机地址段借位 组成子网地址，以形成三维地址结构； 原主机地址段 C类地址 网络地址 xx xxxxxx
计算机网络-划分子网与构成超网
• 变长子网划分（Variable length subnetting）
– 共享同一IP网络前缀的子网大小不同 – 划分依据：子网内的主机数量 – 特点：灵活、高效利用地址空间 – 变长子网掩码 （Variable-Length Subnet Mask， VLSM ）
20
子网划分例 3
Net 1
• 每个物理网络所需的IP 25台主机 地址数量
200.6.12.55 11001000 00000110 00001100 00110111 Mask 00000000 11111111 00000000 11111111 00000111 11111000 11111111 00000000
8
200.6.15.255 200.6.8.0 11001000 00000110 00001111 00001000 00000000 11111111
子网中的特殊地址
Net id Not all 0s or 1s Host id Not all 0s or 1s
理论上
网络地址 网络广播地址 Net id Subnet id Host id Not all 0s or 1s
实际上
Net id + Subnet id Not all 0s or 1s 子网地址
1 1 14 16 bits 1 7 24 bits
• Class B 1 0
Netid Hostid 128.0.0.0 ~ 191.255.255.255 Net=214，Host=216 Netid 192.0.0.0 ~ 223.255.255.255
1 1 1 1 24
1 1 1 21
• Class C 1 1 0
考虑全0和全1的hostid至少要1002个ip地址5121002101024主机位数142552552520255255252025525525202552552520maskmasknetidnetidhostidhostid1111111111111111111111000000000011111111111111111111110000000000subnetidsubnetid19discussionsubnetid位数的subnetid根据题目要求hostid位数的hostid理论理论实际实际20定长子网划分fixlengthsubnetting变长子网划分variablelengthsubnetting变长子网掩码variablelengthsubnetmaskvlsm每个物理网络所需的ip地址数量63net2525台主机台主机33台主机台主机4040台主机台主机6060台主机台主机5050台主机台主机252530本子网内主机数本子网内主机数本子网内路由器接口数本子网内路由器接口数本子网内主机数本子网内主机数本子网内路由器接口数本子网内路由器接口数私有地址总数1721600172312552551619216800192168255255256每个ip子网的实际ip数量
子网划分和构造超网
实验十二子网划分和超网构建一实验目的要求掌握使用子网掩码划分子网和构建超网的方法。
二实验内容1 划分子网。
2 构建超网。
三实验设备四台安装有Windows 操作系统并只配置了TCP/IP协议的计算机，一台交换机。
四实验拓朴按以下拓朴连接实验设备。
PC_A PC_B PC_C PC_D图12.1 实验拓朴五实验步骤1 连通性测试⑴启动每台计算机，配置PC_A、PC_B、PC_C、PC_D的IP地址分别为192.168.1.1、192.168.1.2、192.168.1.5、192.168.1.6，子网掩码均为255.255.255.0。
⑵在PC_A上，运行PING命令，测试是否PING通其它三台计算机。
2 改变子网掩码划分子网⑴保持PC_A、PC_B、PC_C、PC_D四台计算机的IP地址不变，将四台计算机划分为两个子网，计算其子网掩码，并分别为四台计算机设置子网掩码。
·2· 计算机网络实验指导⑵在PC_A上，运行PING命令，测试是否PING通其它三台计算机。
3 改变子网掩码和IP地址划分子网⑴保持PC_A、PC_B的IP地址不变，子网掩码为255.255.255.192，将PC_A、PC_B、PC_C、PC_D划分为两个子网，计算PC_C、PC_D的IP地址范围，并为PC_C、PC_D 设置IP地址。
⑵在PC_A上，运行PING命令，测试是否PING通其它三台计算机。
4 改变IP地址，使其处于不同的子网内⑴保持PC_A、PC_B的IP地址不变，PC_C、PC_D 的IP地址设置为192.168.2.5、192.168.2.6，子网掩码均为255.255.255.0。
⑵在PC_A上，运行PING命令，测试是否PING通其它三台计算机。
5 改变子网掩码，将不同子网构建为超网⑴保持PC_A、PC_B、PC_C、PC_D四台计算机的IP地址不变，使这四台计算机处在一个超网内，计算其最大的子网掩码，并分别为PC_A、PC_B、PC_C、PC_D四台计算机设置子网掩码。
IP地址的分类与划分子网
中型网络子网划分案例
网络规模
中型网络通常包含数百到数千台设备，适用于中 型企业或校园环境。
子网掩码
可以使用更复杂的子网掩码，如255.255.248.0， 以提供更灵活的子网划分方案。
IP地址范围
可以使用更大的私有IP地址空间，如 172.16.0.0/16或10.0.0.0/8。
子网划分
中型网络可以进一步划分为多个层次结构的子网 。例如，可以将172.16.0.0/16划分为多个子网， 每个子网再细分为更小的子网，以满足不同部门 或功能区域的需求。
05
VLSM和CIDR技术应用
VLSM技术原理及优势
• 原理：VLSM（可变长子网掩码）是一种在IP地址分配中，通过使用不同长度 的子网掩码来划分子网的技术。它允许网络管理员根据实际需要，灵活地为每 个子网分配不同数量的IP地址，从而提高了IP地址的利用率。
• 提高IP地址利用率：通过合理分配子网大小和子网掩码长度，可以最大限度地 利用IP地址资源，减少浪费。
前三位是110
通常用于小型网络
01
02
特点
03
பைடு நூலகம்
04
05
06
网络号占21位，主机号占 8位
私有地址范围： 192.168.0.0 192.168.255.255
特殊IP地址类型
环回地址（Loopback Address）：127.0.0.1，用于 网络软件测试以及本地机进程 间通信。
广播地址（Broadcast Address）：用于向同一子网 内的所有主机发送数据。例如 ，A类网络的广播地址为 xxx.255.255.255，其中xxx是 网络号。
未来发展趋势预测
IPv6的广泛应用
IP地址的编址方法
IP地址的编址方法IP地址的编址方法共经过了三个历史阶段。
这三个阶段是：（1）分类的IP的地址（2）子网的划分（3）构成超网。
分类的IP地址所谓的“分类的IP地址”就是将IP地址划分为若干个固定类，每一类地址都由两个甫定长度的字段组成,其中第一个字段是网络好，它标志主机（或路由器）所连接到的网络.一个网络号在整个因特网范围内必须是唯一的。
第二个字段是主机号，它标志该主机（或路由器)。
一个主机号在它前面的网络号所指明的网络范围内必须是唯一的。
由此可见，一个IP地址在整个因特网范围内是唯一的。
分为A类、B类、C类、D类、E类。
A类、B类、C类地址都是单传播地址,它们的网络号字段分别是1,2，和3字节长，而在网络号字段的最前面有1～3位的类别位，其数值分为规定为0,10，110.它们的地址的主机号分为3个、2个和1个字节长.D类地址（前4位是1110）用于多播。
而E类地址(前4位为1111）保留为以后用。
常用的三类类别的IP地址A类地址的网络号字段占一个字节，只有7位可供使用，但可指派的网络号是126个（即2的7次方－2）。
减2的原因是：第一,IP地址中的全0是个保留地址,意思是“本网络”.第二，网络号为127（即01111111)保留作为本地软件环回测试本主机的进程之间的通信之用。
A类地址的主机号占3个字节,因此每一个A类网络中的最大主机数是2的24次方－2。
减2的原因是：全0的主机号字段表示该IP地址是“本主机”所连接到的单个网络地址，而全1表示“所有的”，因此全1的主机号字段表示该网络上的所有主机。
（主机号：全0代表网络地址，全1代表广播地址）.B类地址的网络号字段有2个字节，当前面两位（10）已经固定了，只剩下14位可以进行分配。
因为网络号字段后卖弄的14位无论怎么取值也不可能出现使整个2字节的网络号字段成为全0或全1，因此这里不存在网络总数减2的问题。
但实际上B类网络地址128。
0。
0.0是不指派的,而可以指派的B类最小网络地址是128.1。
计算机网络中的IP地址与子网划分
计算机网络中的IP地址与子网划分计算机网络中的IP地址与子网划分是网络通信中非常重要的概念。
IP地址是指互联网协议地址，用于唯一标识网络上的设备。
子网划分则是将一个大的IP地址空间划分成多个更小的子网，以便更好地管理和组织网络。
一、IP地址的基本概念IP地址是一个32位的二进制数，通常用点分十进制表示。
例如，192.168.0.1表示一个IP地址。
IP地址分为网络部分和主机部分，网络部分用于标识网络，主机部分用于标识具体的主机设备。
二、IP地址分类为了更好地管理IP地址，IPv4地址被分为不同的分类。
主要有以下几个分类：1. A类地址：以0开头，网络部分占8位，主机部分占24位，可分配的A类网络有126个，每个网络最多可分配16777214个主机。
2. B类地址：以10开头，网络部分占16位，主机部分占16位，可分配的B类网络有16382个，每个网络最多可分配65534个主机。
3. C类地址：以110开头，网络部分占24位，主机部分占8位，可分配的C类网络有2097150个，每个网络最多可分配254个主机。
4. D类地址：以1110开头，用于多播通信，不可分配给单个设备。
5. E类地址：以1111开头，保留未使用。
三、子网划分子网划分是为了更好地管理IP地址，实现更有效的网络资源利用和地址分配。
子网划分通过将主机位中的一部分划分为子网位，来划分出多个子网。
子网划分通常在网络的中间路由器处进行，通过在路由器上进行配置，将网络划分为多个子网。
每个子网都有自己的子网掩码，用于标识网络和主机位的划分情况。
子网划分可以更好地控制网络流量，提高网络的安全性和可管理性。
同时，子网划分还可以减少广播域，提高网络性能。
四、子网掩码子网掩码用于将IP地址划分为网络部分和主机部分。
子网掩码通常用与操作与IP地址进行计算。
子网掩码是一个32位的二进制数，与IP地址进行逻辑与操作后，可以得到网络部分。
例如，子网掩码255.255.255.0与IP地址192.168.0.1进行与操作，得到的网络部分为192.168.0.0。
第四章网络层复习题集(答案解析)
第4章网络层习题集填空题1.在因特网中，远程登录系统采用的工作模式为_______模式。
【解答】客户机／服务器或C／S。
【考查知识点】Telnet采用客户机／服务器模式。
2.IP数据报中总长度是指_____和______之和的长度.单位为字节。
最大长度为______字节。
当数据报分片后.总长度是指_______。
【解答】首部／数据／65535／分片后的每一个分片的首部和数据长度的总和【考查知识点】总长度字段为16位.因此数据报的最大长度为2^16-1=65535字节。
3.ping和ipconfig的作用分别是________和_______.【解答】测试网络连接情况／查看网络设置4.CSMA/CD指的是________和_______。
【解答】载波监听多路访问／冲突检测5.IP地址的编址方法共经过了三个阶段。
这三个阶段是___、____、____。
【解答】分类的IP地址／子网的划分／构成超网。
【考查知识点】对IP地址编址方法的历史了解。
6.（1）物理层使用的中间设备叫做________。
（2）数据链路层使用的中间设备叫做________或________。
（3）网络层使用的中间设备叫做________。
（4）在网络层以上使用的中间设备叫做________。
【解答】.（1）转发器（2）网桥／桥接器（3）路由器（4）网关【考查知识点】各层使用的中继物理设备。
7.IP协议配套的另外四个协议是：__________、__________、__________、_________。
【解答】ARP／RARP／ICMP／IGMP。
【考查知识点】IP协议。
8.多播地址只能用于_______地址，不能用于_______地址。
【答案】目的／源。
【考查知识点】IP多播。
9.ICMP的差错报告报文共有5种，分别是__________、__________、__________、_________、_________。
【答案】终点不可达、源点抑制、时间超过、参数问题、改变路由（重定向）。
划分子网和构造超网
划分⼦⽹和构造超⽹ 前⾯我们介绍了⼦⽹划分⽅式，这种⽅式有着访问IP地址⽅便的优点，但是，随着互联⽹主机的增加，缺点也越来越明显，那就是有些⽹络给了A类的IP地址，但是它的主机数量不多，IP地址存在很⼤的浪费，我们应该怎样去解决这个问题呢1、划分⼦⽹： 就是在原来⽹络的基础上，再对其进⾏划分，就像我们先把蛋糕分成两块，再把两个半块蛋糕再进⾏划分，就是这样⼦的。
在互联⽹上就是对其⼆类地址内部再⼀次进⾏划分，⼆类地址中⽹络号是16位，主机号16位，划分⼦⽹后，⽹络号可能变成20位，主机号变成12位，总的没有变，只是部分变了，划分⼦⽹后，⽹络外部来看，没有什么差别，只是在⽹络内部，进⾏传输分组的时候，有⼀些变化，因为我们划分了⼦⽹，虽然整体⽹络的⽹络号没变，但是⽹络内部的⼦⽹的⽹络号发⽣了变化，所以我们在传输分组的时候，需要⽤⼦⽹掩码来确定⼦⽹的⽹络号。
2、⼦⽹掩码： （1）由于IP数据报的⾸部⽆法看出源主机或⽬的主机所连接的⽹络是否进⾏了⼦⽹的划分，IP数据包的⾸部没有包含任何关于⼦⽹划分的信息；使⽤⼦⽹掩码，路由器可以转发IP数据报到相应的⼦⽹中去； （2）⼦⽹掩码是路由器⽤来查找⽬的主机所在的⼦⽹的IP地址的； （3）路由器把三级IP地址的⼦⽹掩码和收到的数据报的⽬的IP地址逐位相“与”（AND），得出所要求的⼦⽹的⽹络地址； （4）不管⽹络有没有划分⼦⽹，只要把⼦⽹掩码和IP地址进⾏逐位的“与”运算，就⽴即得到⽹络地址来； （5）因特⽹的标准规定：所有的⽹络都必须使⽤⼦⽹掩码，同时在路由器的路由表中也必须有⼦⽹掩码这⼀栏；如果⼀个⽹络不划分⼦⽹，那么该⽹络的⼦⽹掩码就使⽤默认⼦⽹掩码； （6）默认⼦⽹掩码： A类地址的默认⼦⽹掩码：255.0.0.0 B类地址的默认⼦⽹掩码：255.255.0.0 C类地址的默认⼦⽹掩码：255.255.255.0（默认的⼦⽹掩码与⽹络号相与之后，⽹络号没有发⽣变化） （7）⼦⽹掩码是⼀个⽹络或⼀个⼦⽹的重要属性：路由器和相邻路由器交换路由信息时，必须把⾃⼰所在⽹络（或⼦⽹）的⼦⽹掩码告诉相邻路由器； （8）采⽤固定长度⼦⽹时，所划分的所有⼦⽹的⼦⽹掩码都是相同的； （9）⼦⽹数是根据⼦⽹号subnet-id计算出来的，若subnet-id有N位，则共有2的N次⽅种可能的排序；除去全0和全1这两种情况，就得出表中的⼦⽹数； （10）若使⽤较少位数的⼦⽹号，则每⼀个⼦⽹上可连接的主机数就较多；若使⽤较多位数的⼦⽹号，则⼦⽹的数⽬较多但每个⼦⽹上可连接的主机数就较少； （11）划分⼦⽹增加了灵活性，但却减少了能够连接在⽹络上的主机总数； （12）同样的IP地址和不同的⼦⽹掩码可以得出相同的⽹络地址，但是，不同的掩码的效果是不同的；⼦⽹号和主机号不同的划分⽅法，可划分的⼦⽹数和每⼀个⼦⽹中的最⼤主机数都是不同的；3、使⽤⼦⽹时分组的转发：路由表必须包含以下三项内容：⽬的⽹络地址，⼦⽹掩码和下⼀跳地址；划分⼦⽹后，分组转发的算法： （1）从收到的数据报的⾸部提取⽬的IP地址D； （2）先判断是否为直接交付，对路由器直接连接的⽹络逐个进⾏检查：⽤各⽹段的⼦⽹掩码和D逐位相“与”（AND）操作，看结果是否和相应的⽹络地址匹配；若匹配，则把分组进⾏直接交付（当然还需要把D转换为物理地址，把数据报封装在MAC帧中发送出去），转发任务结束；否则就是间接交付，执⾏（3）； （3）若路由表中有⽬的地址为D的特定主机路由，则把数据报传送给路由器中所指明的下⼀跳路由器；否则，执⾏（4）； （4）对路由表中的每⼀⾏（⽬的⽹络地址，⼦⽹掩码，下⼀跳地址），⽤其中的⼦⽹掩码和D逐位相“与”（AND操作），其结果为N；若N与该⾏的⽬的⽹络地址匹配，则把数据报传送给该⾏指明的下⼀跳路由器；否则，执⾏（5）； （5）若路由表中有⼀个默认路由，则把数据报传送给路由表中所指明的默认路由器；否则，执⾏（6）； （6）报告转发分组出错；另外⼀种解决⽹络IP地址浪费的⽅法就是构建超⽹（CIDR）（⽹络名词学起来好烦⼈）4、⽆分类编址CIDR（构成超⽹）： （1）我们知道，在地址分类的⽅法⾥⾯，不管哪⼀类地址，⽹络号和主机号所占的长度都是固定不变的，只要你确定了这个⽹络号，那就是固定长度的，这样⽤起来就很不灵活，⽽且也直接导致了IP地址资源的浪费，因此，伟⼤的⼯程师们⼜提出了构建超⽹的算法： 这种⽅法的⽹络号和主机号所占的长度是可变的。
IP地址的多层次分类和子网划分
IP地址的多层次分类和子网划分在计算机网络中，IP地址是用于标识互联网上的主机或网络设备的唯一标识符。
为了更有效地管理和分配IP地址，IP地址被分为多个层次并进行了子网划分。
本文将探讨IP地址的多层次分类和子网划分的原理和应用。
一、IP地址的多层次分类IP地址的多层次分类是根据IP地址的前缀位数来进行划分的。
根据IP地址中的前缀位数，IPv4地址被分为A、B、C、D和E五个类别。
其中A类地址的前缀位数是8位，B类地址的前缀位数是16位，C类地址的前缀位数是24位。
D类地址用于组播通信，E类地址保留未使用。
多层次分类的好处是可以根据所需的主机数量选择合适的地址类别。
比如，A类地址适用于大型网络，可以支持最多1677万个主机；B类地址适用于中型网络，可以支持最多6.5万个主机；C类地址适用于小型网络，可以支持最多254个主机。
二、子网划分的原理子网划分是将一个网络划分为多个较小的子网，以便更好地管理网络资源和提高网络性能。
子网划分是基于IP地址的子网掩码来实现的，子网掩码用于将IP地址中的网络部分和主机部分进行分隔。
子网掩码是一个与IP地址相对应的二进制数，用于指示IP地址中哪些位是网络部分，哪些位是主机部分。
子网掩码中的1表示网络部分，0表示主机部分。
通过与子网掩码进行与运算，可以得到网络部分的地址。
三、子网划分的应用子网划分可以帮助网络管理员更好地管理IP地址资源和提高网络性能。
通过将一个网络划分为多个子网，可以隔离不同子网之间的通信，提高网络安全性。
同时，子网划分还可以减少广播风暴的发生，提高网络传输效率。
另外，子网划分还可以支持不同子网之间的路由选择和优化。
不同子网可以通过路由器进行通信，实现网络的互联互通。
通过合理设置子网的划分和路由规则，可以提高网络的可扩展性和灵活性。
四、总结IP地址的多层次分类和子网划分是为了更好地管理和分配IP地址，并提高网络的性能和灵活性。
通过多层次分类，可以根据网络规模选择合适的地址类别。
计算机网络中的IP地址与子网划分
计算机网络中的IP地址与子网划分IP地址与子网划分在计算机网络中起着至关重要的作用。
本文将从IP地址的定义与分类、子网划分的原理与方法、子网掩码的作用与使用等方面进行论述，以帮助读者深入了解计算机网络中IP地址与子网划分的相关知识。
一、IP地址的定义与分类IP地址是用于标识计算机在网络中的唯一地址，它由32位二进制数组成，通常以点分十进制表示。
根据IP地址的分类，可以将其分为以下几类：1. A类地址：以0开头的IP地址，范围为1.0.0.0至126.255.255.255。
A类地址用于大规模网络，其中第一个字节表示网络号，剩余3个字节表示主机号。
2. B类地址：以10开头的IP地址，范围为128.0.0.0至191.255.255.255。
B类地址用于中型网络，其中前两个字节表示网络号，剩余2个字节表示主机号。
3. C类地址：以110开头的IP地址，范围为192.0.0.0至223.255.255.255。
C类地址用于小型网络，其中前三个字节表示网络号，剩余1个字节表示主机号。
4. D类地址：以1110开头的IP地址，范围为224.0.0.0至239.255.255.255。
D类地址用于多播通信，用于将数据同时发送给一组设备。
5. E类地址：以1111开头的IP地址，范围为240.0.0.0至255.255.255.255。
E类地址保留供特殊用途。
二、子网划分的原理与方法子网划分是将一个大型网络划分为若干个子网，以提高网络的灵活性和安全性。
子网划分的原理是通过将主机号的位数借用给子网号，从而实现对网络的划分。
具体的子网划分方法有两种：固定子网掩码划分和可变子网掩码划分。
1. 固定子网掩码划分：在这种划分方式中，将网络号和主机号的划分在网络规划时就确定下来，并不允许后续改变。
这种划分方式适用于规模固定、不会发生变动的网络环境。
2. 可变子网掩码划分：这种划分方式允许根据实际需求随时调整子网的数量和大小，以实现更加灵活的网络管理。
第6章 IP地址规划与路由选择教案
第6章 IP地址规划与路由选择本章教学内容本章重点：IP地址IP划分子网和构建超网路由器Windows系统常用网络命令的使用本章难点：IP划分子网和构建超网IPv6的寻址路由器的工作原理本章教学要求通过本章学习了解IP地址规划与路由选择的相关知识，掌握IP地址的基本知识，掌握IP划分子网和构建超网的方法，了解IPv6的基本知识，理解路由器的作用和工作原理，了解路由器的选购方法，能够使用Windows系统常用网络命令完成相关的网络测试和管理工作。
6.1 IP地址6.1.1 IP地址的概念人们为了通信的方便给每一台计算机都事先分配一个类似我们日常生活中的电话号码一样的标识地址，该标识地址就是IP地址。
根据TCP/IP协议规定，IP地址是由32位二进制数组成，而且在网络上是唯一的。
例如，某台计算机的IP地址为：很明显，这些数字对于人来说不太好记忆。
人们为了方便记忆，就将组成计算机IP地址的32位二进制数分成四段，每段8位，中间用小数点隔开，然后将每八位二进制转换成十进制数，这样上述计算机的IP地址就变成了：202.102.134.68。
6.1.2 IP地址的分类我们把计算机的IP地址也分成两部分，分别为网络标识和主机标识。
同一个物理网络上的所有主机都用同一个网络标识，网络上的一个主机(包括网络上工作站、服务器和路由器等)都有一个主机标识与其对应。
这样IP地址的4个字节划分为2个部分，一部分用以标明具体的网络段，即网络标识；另一部分用以标明具体的节点，即主机标识，也就是说某个网络中的特定的计算机号码。
例如，青岛信息港服务器的IP地址为202.102.134.68，对于该IP地址，我们可以把它分成网络标识和主机标识两部分，这样上述的IP地址就可以写成：网络标识：202.102.134.0主机标识：68合起来写：202.102.134.68A类IP地址一个A类IP地址是指，在IP地址的四段号码中，第一段号码为网络号码，剩下的三段号码为本地计算机的号码。
IP地址分类以及网络地址的计算（子网划分、超网划分）
IP地址分类以及网络地址的计算（子网划分、超网划分）本次我将从以下5个方面介绍IP地址（由于篇幅的问题，本篇我只介绍分类编址，无分类编址将在下一篇介绍）1.了解IP地址的用途和种类2.了解分类编址和无分类编址区别3.掌握子网划分及超网划分方法4.网络号与主机号的计算5.掌握无分类编址的概念和使用1、IP地址的种类和用途IP用途：标记某个主机所在的位置种类：分类编址（早期设计，存在缺陷）和无分类编址（用来代替分类编制）2、分类编址2.1、IP地址的表示方法2.2、IP地址分类编址由上图可以看出IP地址由两部分组成，即网络地址和主机地址。
网络地址表示其属于互联网的哪一个网络，主机地址表示其属于该网络中的哪一台主机。
二者是主从关系。
2.3、网络地址范围A类：1.0.0.0到127.255.255.255 （二进制表示为：00000001 00000000 00000000 00000000 -- 01111111 11111111 11111111 11111111）。
最后一个是广播地址。
其子网掩码为255.0.0.0，每个网络只能包含 (2^24) - 2=16777214台计算机（除去一个网络地址和一个广播位）。
因此一般用于大型网络。
B类：128.0.0.0-191.255.255.255（二进制表示为：10000000 00000000 00000000 00000000--10111111 11111111 11111111 11111111）。
最后一个是广播地址。
其子网掩码为255.255.0.0，每个网络最多只能包含 (2^16) - 2=65534台计算机。
一般用于中型规模网络。
C类：192.0.0.0-223.255.255.255（二进制表示为: 11000000 00000000 00000000 00000000 - 11011111 11111111 11111111 11111111）。
划分子网和构造超网
子网2: 192.168.1.128 子网掩码: 255.255.255.192
192.168.1.130
192.168.1.131
192.168.1.67 192.168.1.114
192.168.1.65
192.168.1.129
路由器 192.168.1.115
192.168.1.179
划分子网和构造超网
内容： 一、子网划分技术 二、可变长子网划分（VLSM） 三、超网和无类域间路由CIDR
一、子网划分技术（Subnetting）
• 子网划分能够使单个网络地址横跨几个物理网络，这些物 理网络统称为子网。可以使用路由器将它们连接起来。
Internet
172.17.15.20 ·
172.17.15.156 ··
子网
·
路由器
172.17.32.0
172.17.32.126
子网 · · · 172.17.32.32
172.17.32.125
172.17.20.0
·
子网 ·· 172.17.20.82
172.17.20.131
站点 172.17.0.0
子网划分原因
202.120.1.1
202.120.1.2
202.120.1.3
列出可能的组合 00 000000
192 · 168 · 1
01 000000 192.168.1.64 10 000000 192.168.1.128
11 000000
原有的网络号 +
子网络号
网络地址
确定每个子网的主机地址范围
子网网络 地址
192.168.1.64
什么是计算机网络中的IP地址IP地址的分类和分配方式是怎样的
什么是计算机网络中的IP地址IP地址的分类和分配方式是怎样的计算机网络中的IP地址是指互联网协议（IP）中用于标识与定位计算机和设备的数字地址。
IP地址由32位或128位二进制数字组成，用于唯一标识网络中的每个设备。
在计算机网络中，IP地址的分类和分配方式是非常重要的。
一、IP地址的分类根据IP地址的分类，我们将其分为以下几类：1. A类IP地址：以0开头的8位二进制数，范围从1.0.0.0到126.0.0.0。
A类IP地址的前8位用于指定网络部分，后24位用于指定主机部分。
2. B类IP地址：以10开头的16位二进制数，范围从128.0.0.0到191.255.0.0。
B类IP地址的前16位用于指定网络部分，后16位用于指定主机部分。
3. C类IP地址：以110开头的24位二进制数，范围从192.0.0.0到223.255.255.0。
C类IP地址的前24位用于指定网络部分，后8位用于指定主机部分。
4. D类IP地址：以1110开头的32位二进制数，范围从224.0.0.0到239.255.255.255。
D类IP地址用于多点广播，用于指定一组设备。
5. E类IP地址：以1111开头的32位二进制数，范围从240.0.0.0到255.255.255.255。
E类IP地址保留，用于特殊目的。
二、IP地址的分配方式IP地址的分配方式根据不同的网络规模和需求进行划分和管理，常见的分配方式包括：1. 静态分配：管理员手动分配IP地址给特定的设备。
这种分配方式通常应用于大型的企业网络，如服务器和网络设备等。
2. 动态主机配置协议（DHCP）：DHCP服务器动态分配IP地址给连接到网络的设备。
这种分配方式提供了更高的灵活性和可扩展性。
3. 网络地址转换（NAT）：NAT将内部网络中的多个设备共享一个公共IP地址。
这种分配方式在家庭和小型办公室网络中广泛使用，有效地节省了IP地址资源。
4. 子网划分：将一个网络划分为多个子网，每个子网有独立的IP地址范围。
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特殊地址
D类地址和E类地址称为特殊地址。这两类 地址用途比较特殊，在这里只是简单介绍 一下：D类地址称为广播地址，供特殊协议 向选定的节点发送信息时用。E类地址保留 给将来使用。
直接广播地址与受限广播地址
直接广播地址与广播地址相同，是一个 Internet协议地址，指定了在某特定网络中 的“所有主机”。 受限的广播地址是255.255.255.255。在任何 情况下，路由器都不转发目的地址为受限 的广播地址的数据报，这样的数据报仅出 现在本地网络中。
IP地址划分图
子网划分
划分子网
首先要熟记2的幂：2的0次方到9次 方的值分别为：1,2,4,8,16,32,64,128,256 和512.还有要明白的是：子网划分是借 助于取走主机位，把这个取走的部分 作为子网位.因此这个意味划分越多的 子网，每个子网容纳的主机会越少。
子网掩码用于辨别IP地址中哪部分为 网络地址，哪部分为主机地址，有1和 0组成，长32位，全为1的位代表网络 号.不是所有的网络都需要子网，因此 就引入1个概念：默认子网掩码 （default subnet mask）.A类IP地址的默 认子网掩码为255.0.0.0;B类的为 255.255.0.0;C类的为255.255.255.0
具体实例
C类地址例子：网络地址192.168.10.0;子网 掩码255.255.255.192（/26） 1.子网数=2*2=4（ip subnet zero命令启 用） 2.主机数=2的6次方-2=62 3.有效子网?:block size=256-192=64；所 以第一个子网为192.168.10.0，第二个为 192.168.10.64，第三个为192.168.10.128，第 四个为192.168.10.192。
3.有效子网是 有效子网号=256-10进制的子网掩码 （结果叫做block size或base number） 4.每个子网的广播地址是 广播地址=下个子网号-1 5.每个子网的有效主机分别是 忽略子网内全为0和全为1的地址剩下的 就是有效主机地址.最后1个有效主机地址= 下个子网号-2（即广播地址-1）
“这个网络上的特定主机”地址 与回送地址
具有全0 网络号的IP地址代表了这个网络上 的特定主机 当某个主机想同一网络上的其 他主机发送报文的时候就会用到它。它的 格式为：网络号为0，主号为确定的数值。 127.x.x.x是本机回送地址，即主机IP堆栈内 部的IP地址，用于网络软件测试以及本地机 进程间通信，无论什么程序使用回送地址 发送数据，协议软件立即返回之，从进行 任何网络传输。
构造超网
前缀长度不超过 23 bit 的 CIDR 地址块都 包含了多个 C 类地址。 这些 C 类地址合起来就构成了超网。 CIDR 地址块中的地址数一定是 2 的整数 次幂。 网络前缀越短，其地址块所包含的地址数 就越多。而在三级结构的 IP地址中，划分 子网是使网络前缀变长。
CIDR 地址块划分举例
206.0.70.0/24
206.0.71.0/25 206.0.71.0/26 206.0.71.64/26
206.0.71.128/25 206.0.71.128/26 206.0.71.192/26
一系
206.0.70.0/26 206.0.70.64/26 206.0.70.128/26 206.0.70.192/26
划分捷径
1.你所选择的子网掩码将会产生多少个子网 2的x次方-2（x代表网络位借用主机的位数， 即2进制为1的部分，网络中，已经不需要-2，已 经可以全部使用，不过需要加上相应的配置命令， 例如CISCO路由器需要加上ip subnet zero命令就可 以全部使用了。） 2.每个子网能有多少主机 2的y次方-2（y代表主机位，即2进制为0的部 分）
206.0.71.128/25 206.0.71.128/26 206.0.71.192/26
一系
206.0.70.0/26 206.0.70.64/26 206.0.70.128/26 206.0.70.192/26
二系
三系
地址数
四系
地址块
二进制表示
ISP 大学 一系 二系 三系 四系
206.0.64.0/18 206.0.68.0/22 206.0.68.0/23 206.0.70.0/24 206.0.71.0/25 206.0.71.128/25
十进制转二进制例子
IP地址的概念
IPv4地址概念 IP地址只是32位二进制数字。在二进制中， 数码只有0和1。一个32位数码有32个0和1。 为了方便，一般把IP地址分为4个8位字段， 或者称作8位字节。
IP地址的标准分类
基本的IP地址是分成8位一个单元的32位二进 制数。一般用点分十进制表示。IP地址中的每 一个8位位段用0~255之间的一个十进制数表示。 这些数之间用点（.）隔开，格式为x.x.x.x。 IP地址分成五类，分别为：A 类地址、B 类地址、C 类地址、特殊地址。每一个IP地址 包括两部分：网络地址和主机地址，上面五类 地址对所支持的网络数和主机数有不同的组合。
最长前缀匹配
D AND (11111111 11111111 11111100 00000000) = 206.0.68.0/22 匹配 D AND (11111111 11111111 11111111 10000000) = 206.0.71.128/25 匹配
选择两个匹配的地址中更具体的一个，即选择最 长前缀的地址。
主机 H2 IP2 HA2
局域网
通信的路径
B类地址
一个B类IP地址使用两个8位位段表示网络 号，另外两个8位位段表示主机号。 B类地 址的表示范围为：128.0.0.0~191.255.255.255， 默认网络掩码为：255.255.0.0；B类地址分 配给一般的中型网络。B类网络用第一、二 组数字表示网络的地址，后面两组数字代 表网络上的主机地址。
CIDR叫做无分类域间路由,ISP常用 这样的方法给客户分配地址，ISP提供 给客户1个块（block size），类似这样： 192.168.10.32/28，这排数字告诉你你的 子网掩码是多少，/28代表多少位为1， 最大/32.但是你必须知道的1点是：不 管是A类还是B类还是其他类地址，最 大可用的只能为30/，即保留2位给主 机位
16384 1024 512 256 128 128
CIDR 地址块划分举例
因特网 206.0.64.0/18 ISP
206.0.68.0/22
大学 X
206.0.68.0/23 206.0.68.0/25 206.0.68.128/25 206.0.69.0/25 206.0.69.128/25
IP 地址与硬件地址
首部 IP 地址 首部 硬件地址 首部 MAC 帧 IP 数据报 尾部 链路层及以下 使用硬件地址 应用层数据 TCP 报文 网络层及以上 使用 IP 地址
主机 H1 IP1 HA1
查找路由表
硬件地址 HA3 路由器 R1 HA4
查找路由表
路由器 R2 局域网 HA5 HA6 局域网
网络前缀越长，其地址块就越小，因而路由就 越具体。 最长前缀匹配又称为最长匹配或最佳匹配。
最长前缀匹配举例
收到的分组的目的地址 D = 206.0.68.0/22 路由表中的项目：206.0.68.0/22 （ISP） 206.0.71.128/25 （四系）
查找路由表中的第 1 个项目 第 1 个项目 206.0.68.0/22 的掩码 M 有 22 个连续的 1。 M = 11111111 11111111 11111100 00000000 因此只需把 D 的第 3 个字节转换成二进制。 M = 11111111 11111111 11111100 00000000 AND D= 206. 0. 01000100. 0 206. 与 206.0.68.0/22 匹配 0. 01000100. 0
二系
三系
四系
这个 ISP 共有 64 个 C 类网络。如果不采用 CIDR 技 术，则在与该 ISP 的路由器交换路由信息的每一个路 由器的路由表中，就需要有 64 个项目。但采用地址聚 合后，只需用路由聚合后的 1 个项目 206.0.64.0/18 就 能找到该 ISP。
2. 最长前缀匹配
使用 CIDR 时，路由表中的每个项目由“网络前 缀”和“下一跳地址”组成。在查找路由表时 可能会得到不止一个匹配结果。 应当从匹配结果中选择具有最长网络前缀的路 由：最长前缀匹配(longest-prefix matching)。
因特网
206.0.64.0/18
ISP
206.0.68.0/22
大学 X
206.0.68.0/23 206.0.68.0/25 206.0.68.128/25 206.0.69.0/25 206.0.69.128/25 单位
206.0.70.0/24
206.0.71.0/25 206.0.71.0/26 206.0.71.64/26
IP地址划分和子
网划分构造超网
IP地址的划分
十进制转二进制
1. 微软自带计算器
2.初二取余法 十进制整数转换为二进制整数采用“除2取余， 逆序排列”法。具体做法是：用2去除十进制 整数，可以得到一个商和余数；再用2去除商， 又会得到一个商和余数，如此进行，直到商为 0时为止，然后把先得到的余数作为二进制数 的低位有效位，后得到的余数作为二进制数的 高位有效位，依次排列起来。