Question

子网与子网划分

Answer 1

因特网规模的急剧增长，对IP地址的需求激增，带来的问题是：IP地址资源的严重匮乏，路由表规模的急速增长
例1：三个LAN，主机数为20,25,48，均少于C类地址允许的主机数。为这三个LAN申请3
个C类IP地址显然有点浪费

例2：以交大校园网为例，IP该如何申请和规划？
假如现在有50000个用户，我只申请一个B类（比如157.10.0.0）的地址，这时可用的地址为157.10.0.1 ~ 157.10.0.254。这时就会出现一个问题，因为每一个用户的网络号都是相同的，意味着在局域网中广播，也就是其中A给B发一个数据时，这个数据会发给所有157.10下的主机，这时如果只想给B发，就要进行介质访问控制，但是由于用户数量太多，难度也是非常之大的

分而治之的思想，为了便于管理和使用，可以将网络分成若干供内部使用的部分，称为子网

解决方法：从主机号部分拿出几位作为子网号
这种在原来IP地址构造的基础上增加一级结构的方法称为子网划分
前提：网络规模较小，IP地址空间没有全部利用

子网划分举例：
C类网络192.10.1.0，主机号部分的前三位用于标识子网号，即

子网号为全“0”全“1”不能使用，划分出2 ³ -2=6个子网，子网地址分别为：
100000000 00001010 00000001 00100000 --- 192.10.1.32
100000000 00001010 00000001 01000000 --- 192.10.1.64
100000000 00001010 00000001 01100000 --- 192.10.1.96
100000000 00001010 00000001 10000000 --- 192.10.1.128
100000000 00001010 00000001 10100000 --- 192.10.1.160
100000000 00001010 00000001 11000000 --- 192.10.1.192

子网掩码格式：32bit网络号（包括子网号）部分全为“1”，主机号部分全为“0”
缺省子网掩码：A类为255.0.0.0，B类为255.255.0.0，C类为255.255.255.0

☺子网掩码 Λ IP地址，结果就是该IP地址的网络号 （Λ：与运算）
☺子网掩码取反 Λ IP地址，结果就是该主机的主机号

例： 已知IP地址为9.15.10.2，求它的网络号？
答： 9.15.10.2是一个A类IP地址，即它的子网掩码为255.0.0.0，这时进行IP地址和子网掩
码的与运算（全为1时得1，否则得0），算出网络号为9.0.0.0

如何在有划分子网的情况下算子网掩码？
例： IP地址为192.168.7.8，留出3位作为子网号，求子网掩码？
答： 这时候掩码就为255.255.255.224（因为该IP地址为一个C类IP地址，因此在不划分子网的情况下，子网掩码应该为255.255.255.0，但是现在划分子网了，那么按照二进制表示，子网号全为1，主机号全为0时是它的子网掩码，因此就为255.255.255.11100000即255.255.255.224）

例： 现在有一个C类的IP地址，会拿出3位作为子网号，那么最多可以容纳多少台主机？
答： C类地址原本的主机号占8位，现在有3位作为子网号，那么主机号就占5位，可以容纳的主机数为2 ⁵ -2=30，减的2为全“0”和全“1”的情况

例： 已知IP地址为192.55.12.120，子网掩码为255.255.255.240，求子网号和主机号
答：

☺主机之间要能够通信，它们必须再同一子网内，否则需要使用路由器（或网关）实现互联

☆在配IP地址的时候需要有IP地址，子网掩码（因为两个不同子网的主机是不能直接通信的，需要用子网掩码来确定属于哪个子网）和网关（就是路由，比如H1和H2通信，它们是在不同的网络或者子网内，那么它们之间相互通信就需要通过路由器才能实现数据的转发。假设与H1直接相连的路由器为R1，与H2直接相连的路由器为R2，那么H1的默认网关为R1，H2的默认网关为R2）

子网规划举例
例： 网络分配了一个C类地址：201.222.5.0，假设需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是什么？
答： 对C类地址，要从最后8位中分出几位作为子网地址，因为2 ⁴ ＜20＜2 ⁵ ，因此选择5位作为子网地址，共可提供30（2 ⁵ -2）个子网地址。检查剩余的位数能否满足每个子网中主机台数的要求：子网地址为5位，还剩3位可以用作主机地址，而2 ³ -2=6是大于5的，所以可以满足每子网5台主机的要求。子网掩码为255.255.255.248（11111000=248）。子网地址可在8（00001000）、16（00010000）、24（00011000）、32（00100000）、......、 240（11110000）共30个地址中任选20个