Question

一个IP地址怎样划分子网？

Answer 1

IP地址是由网络号（net ID）与主机号（host ID）两部分组成的。

一个C类地址是由24位的网络号与8位的主机号组成。如果一个单位得到一个C类IP地址，那么它可以在一个单独的网络中为254个主机与路由器分配IP地址。但是，如果该组织希望有更多的子网，那么他们同样需要进行子网地址划分的工作。

例如：一个机关网络的管理者从网络管理中心获得一个C类IP地址：212.26.220.0，该机关网络是由5个子网组成。

该网络需要有5个子网，如果考虑到2个作为保留的特殊地址，那么需要子网号的总数为7。显然，选择子网号位长为3即可满足用户要求。

划分子网后的地址结构如下面所示。我们选择使用子网掩码255.255.255.224，那么子网划分后的IP地址的子网号为3位，主机号为5位，其结构应该为：3位的子网号表示该机关网络允许有6个子网，5位的主机号表示每个子网上可以有30台主机。

使用在以上子网划分的方案中，该机关网络可用的IP地址为：

子网1：212.26.220.33～212.26.220.62

子网2：212.26.220.65～212.26.220.94

子网3：212.26.220.97～212.26.220.126

子网4：212.26.220.129～212.26.220.158

子网5：212.26.220.161～212.26.220.190

子网6：212.26.220.193～212.26.220.222

A类地址的第一位为0；

B类地址的前两位为10；

C类地址的前三位为110；

D类地址的前四位为1110；

E类地址的前五位为11110。

Answer 2

1.1网络中的每一个主机或路由器至少有一个IP地址
在Internet中不允许有两个设备具有同样的IP地址
1.2IP地址采用分层结构
IP地址是由网络号(net ID)与主机号(host ID)两部分组成的
1.3 IP地址的分类
IP地址长度为32位，点分十进制(dotted decimal)地址;
采用x.x.x.x的格式来表示，每个x为8位，每个x的值为0～255(例如 202.113.29.119)
根据不同的取值范围，IP地址可以分为五类;
IP地址中的前5位用于标识IP地址的类别：
A类地址的第一位为0;
B类地址的前两位为10;
C类地址的前三位为110;
D类地址的前四位为1110;
E类地址的前五位为11110。
2、一个C类地址划分为几个子网
一个C类地址是由24位的网络号与8位的主机号组成

如果一个单位得到一个C类IP地址，那么它可以在一个单独的网络中为254个主机与路由器分配IP地址

但是，如果该组织希望有更多的子网，那么他们同样需要进行子网地址划分的工作。

划分子网后的地址结构如下面所示

我们选择使用子网掩码255.255.255.224，那么子网划分后的IP地址的子网号为3位，主机号为5位，其结构应该为：3位的子网号表示该机关网络允许有6个子网，5位的主机号表示每个子网上可以有30台主机
子网掩码：255.255.255.0
C类地址：

←              netid                →        ←        hostid      →   
11111111    11111111    11111111       00000000   

(a)未划分子网
子网掩码：255.255.255.224
C类掩址：

←           netid        →             ←subnetid→    ←hostid→   
11111111    11111111           11111111    11100000   

(b)划分子网
使用在以上子网划分的方案中，该机关网络可用的IP地址为：
子网1：212.26.220.33～212.26.220.62
子网2：212.26.220.65～212.26.220.94
子网3：212.26.220.97～212.26.220.126
子网4：212.26.220.129～212.26.220.158
子网5：212.26.220.161～212.26.220.190
子网6：212.26.220.193～212.26.220.222
理解：子网id的变化为：001 010 011 100 101 110 六种(除去000 和 111)
子网主机id的变化为： 00001 00010 00011 00100 00101 00110 00111 01000 ... 11110 30种 (除去 00000 和 11111)
那么：各子网的范围是 子网id + 子网主机id最小值 ---- 子网id + 子网主机id最大值。
3、如何根据主机的IP地址判断是否属于同一个子网
在很多情况下需要根据两个主机的IP地址判断是否属于同一个子网

判断两台主机是不是在同一个子网中，其标准是看它们的子网地址是不是相同。在比较中需要将它们的地址用二进制形式表示。
例如，主机1与主机2的IP地址分别为156.26.27.71、156.26.27.110的主机，子网掩码为255.255.255.192判断它们是不是在同一个子网上
解决的方法是：首先用二进制方式写出它们的IP地址：
主机1：10010010.00011010.00011011.01000111
主机2：10010010.00011010.00011011.01101110
在一个子网中，所有的主机都具有相同的子网掩码

当我们知道子网中一台主机的IP地址与子网掩码，将IP地址与子网掩码按位做与(AND)运算，其结果即为为该主机所在子网的子网号。可以将主机1的IP地址与子网掩码按位做与运算：

主机1的IP地址：    10010010.00011010.00011011.01000111   
子网掩码：    11111111.11111111.11111111.11000000   
与运算结果：    10010010.00011010.00011011.01000000   
同样，我们也可以对主机2的IP地址156.26.27.110与子网掩码的二进制数，按位做与运算：
主机2的IP地址：    10010010.00011010.00011011.01101110   
子网掩码：    11111111.11111111.11111111.11000000   
与运算结果：    10010010.00011010.00011011.01000000   
从与运算的结果看，它的子网也是0001101101。这就说明：主机1与主机2的网络号与子网号都相同，因此它们属于同一个子网。

但是，也不是所有IP地址在表面很相近的主机一定是属于同一个子网的。
例如：主机3与主机4的IP地址分别为156.26.101.88、156.26.101.132，使用子网掩码也是255.255.255.192。首先用二进制方式写出它们的IP地址：
主机3：10010010.00011010.01100101.01011000
主机4：10010010.00011010.01100101.10101110
根据以上方法进行比较，发现主机3的子网地址为0110010101，而主机4的子网地址为0110010110。那么，尽管二者的网络号相同，但是由于子网号不同，可以判断两台主机不在同一个子网中。
相同的子网掩码，不一定是一个子网。
4、可变长度子网掩码
在某种情况下，需要我们在子网划分时，子网号的长度是不同的。IP协议允许使用变长子网的划分。
例如某个公司申请了一个整个C类202.60.31.0的IP地址空间

该公司有100名员工在销售部门工作，50名员工在财务部门工作，50名员工在设计部门工作。要求我们为销售部门、财务部门与设计部门分别组建子网。
针对这种情况，我们可以通过可变长度子网掩码(VLSM)技术，将一个C类IP地址分为3个部分，其中子网1的地址空间是子网2与子网3的地址空间的两倍。那么，我们首先可以使用子网掩码为255.255.255.128将一个C类IP地址划分为两半。在二进制计算中，运算过程是：

主机的IP地址：    11001010.00111100.00011111.00000000    202.60.31.0   
子网掩码：    11111111.11111111.11111111.10000000    255.255.255.128   
与运算结果：    11001010.00111100.00011111.00000000    202.60.31.0   
运算结果表明：我们可以将202.60.31.1～202.60.31.126作为了网1的IP地址，而将余下的部分进一步划分为两半。由于202.60.31.127第4个字节是全1，被保留作为广播地址，不能使用权用，子网1与子网2、子网3的地址空间交界点在202.60.31.128，可以使用子网掩码255.255.255.192。子网2与子网3的地址空间的计算过程为：
主机的IP地址：    11001010.00111100.00011111.10000000    202.60.31.128   
子网掩码：    11111111.11111111.11111111.11000000    255.255.255.192   
与运算结果：    11001010.00111100.00011111.10000000    202.60.31.128   
现在我欠可以将平分后的两个较小的地址空间分配给子网2与子网3。对于子网2来说，第一个可用的地址是202.60.31.129，最后的一个可用的地址 202.60.31.190。子网2的第一个可用的地址是202.60.31.129到202.60.31.190。

因为下一个地址202.60.31.191中191是全1的地址，需要留做广播地址。接下来的一个地址是202.60.31.192，它是子网3的第一个地址。那么，子网3的IP地址应该是从202.60.31.193到202.60.31.254。所以，采用变长子网的划分的三个子网的IP地址分别为：
子网1：202.60.31.1 ～ 202.60.31.126;
子网2：202.60.31.129 ～ 202.60.31.190;
子网3：202.60.31.193 ～ 202.60.31.254。
其中：子网1使用的子网掩码为255.255.255.128，允许使用的IP地址数为126个;子网2与子网3的子网掩码为255.255.255.192(两个子网相同的掩码)，它们可以使用的IP地址数分别为61个。该方案可以满足公司的要求。
5、无类域间路由的超网掩码
1、为什么在研究无类域间路由技术?
A、IP地址的有效利用率问题。
即使我们在划分子网地址空间，IP地址的有效利用率问题总是存在的，并且我们会发现B类IP地址空间无效消耗问题比较突出。
B、路由器工作交率问题。
希望IP地址空间的利用率能够接近50%。一种拒绝任何申请B类IP地址空间的要求，除非它的主机数量已经接近6万台。
另外一种方法是为它分配多个C类IP地址。

这种方法带来一个新的问题，那就是如果分配给它一个B类IP地址的话，那么在主干路由表中只需要保存1条该网络的路由纪录;如果分配给这个网络16个C类IP地址，

那么即使它们的路径相同，在主干路由表中也需要保存16条该路由纪录。这将给主干路由器带来额外负荷。

因此，无类域间路由技术需要在提高IP地址利用率与减少主干路由器负荷两个方面取得平衡。无类域间路由技术也称超网技术。
2、无类域间路由技术支持多个C类IP地址在逻辑上归并到单一的网络中，并且在路由表中使用一项来标识这些C类的IP地址。
例如：一个公司需要为254个以上的主机或路由由器分配地址。

那么他们就需要申请两个完整的C类IP地址如215.60.30.0与215.60.31.0,选择255.255.254.0作为子网掩码，这样就可以将两个C类IP地址空间合并起来使用。
在通常的子网划分过程中，我们是借用IP地址中的主机号位，作为子网的子网号

而在无类域间路由的地址空间分配中，采用与其相反的思路，我们是借用了IP地址中的网络号位，通过选择合适的超网掩码，使得多个C类IP空间在逻辑上属于同一个网络

下图给出了子网掩码与超网掩码的区别。同时，我们也可以看出：借用网络号位数的多少取决于需要将多少个C类IP地址合并在一个超网中。

←              netid                →                        ←        hostid      →   
11111111    11111111    11111111              00000000   

←            netid              →                                 ←subnettid→    ←hostid→   
11111111    11111111    11111111                          11               000000   

划分子网

←              netid                →                       ←        hostid      →   
11111111    11111111    11111111             00000000   

←              netid           →                               ←  hostid    →   
11111111    11111111    111111 00               00000000   

(b)构成超网
我们可以用例子中两个C类IP地址215.60.30.0与215.60.31.0与子网掩码255.255.254.0的运算过程来说明这个问题。
已知第1个C类IP地址空间为215.60.30.0，子网掩码255.255.254.0，求它的网络地址：

主机的IP地址：    11010111.00111100.00011110.00000000    215.60.30.0   
子网掩码：    11111111.11111111.11111110.10000000    255.255.254.0   
与运算结果：    11010111.00111100.00011110.00000000    215.60.30.0   
已知第2个C类IP地址空间为215.60.31.0，子网掩码255.255.254.0，求它的网络地址：
主机的IP地址：    11010111.00111100.00011111.00000000    215.60.31.0   
子网掩码：    11111111.11111111.11111110.10000000    255.255.254.0   
与运算结果：    11010111.00111100.00011110.00000000    215.60.30.0   
计算结果，两个子网的网络地址都是215.60.30.0