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分类: LINUX

2016-11-11 11:57:15

原文地址:网络IP地址与子网的划分 作者:frankzfz

国际规定:把所有的IP地址划分为 A,B,C,D,E
  A类地址:范围从01270是保留的并且表示所有IP地址,而127也是保留
的地址,并且是用于测试环回用的。因此,A类地址的范围其实是从1126之间。
如:10.0.0.1,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。转换
2进制来说,一个AIP地址由1字节的网络地址和3字节主机地址组成,网络地址
的最高位必须是,地址范围从0.0.0.1 126.0.0.0。可用的A类网络有126个,
每个网络能容纳1亿多个主机(224次方的主机数目)。以子网掩码来进行区别:
255.0.0.0
  
B类地址:范围从128-191,如172.168.1.1,第一和第二段号码为网络号码,剩
下的2段号码为本地计算机的号码。转换为2进制来说,一个BIP地址由2个字节的
网络地址和2个字节的主机地址组成,网络地址的最高位必须是“10,地址范
围从128.0.0.0191.255.255.255。可用的B类网络有16382个,每个网络能容纳6万多
个主机。以子网掩码来进行区别:255.255.0.0
 
C类地址:范围从192-223,如192.168.1.1,第一,第二,第三段号码为网络号
码,剩下的最后一段号码为本地计算机的号码。转换为2进制来说,一个CIP地址
3字节的网络地址和1字节的主机地址组成,网络地址的最高位必须是“110。范
围从192.0.0.0223.255.255.255C类网络可达209万余个,每个网络能容纳254个主
机。以子网掩码来进行区别:255.255.255.0
  
D类地址:范围从224-239DIP地址第一个字节以1110开始,它是
一个专门保留的地址。它并不指向特定的网络,目前这一类地址被用在多点广播
Multicast)中。多点广播地址用来一次寻址一组计算机,它标识共享同一协议的
一组计算机。
     
E类地址:范围从240-254,以“11110”开始,为将来使用保留。 全零
“0.0.0.0)地址对应于当前主机。全“1”IP地址(“255255255255”)是
当前子网的广播地址。
 
在日常网络环境中,基本是都在使用B,C两大类地址,而ADE3类地址都不打可
能被使用到。
   子网掩码的简单叙述:子网掩码是一个32位地址,用于屏蔽IP地址的一部分以
区别网络标识和主机标识,并说明该IP地址是在局域网上,还是在远程网上。
   在这么多网络IP中,国际规定有一部分IP地址是用于我们的局域网使用,也就
是属于私网IP,不在公网中使用的,它们的范围是:

       10.0.0.0~10.255.255.255 
       172.16.0.0~172.31.255.255 
       192.168.0.0~192.168.255.255 
  接下来我们可以看一下子网划分的例子:
    假如给你一个C类的IP地址段:192.168.0.1-192.168.0.254,其中
192.168.0 这个属于网络号码,而1~254表示这个网段中最大能容纳254台电
脑主机。我们现在要做的就是把这254台主机再次划分一下,将它们区分开来。
  
192.168.0.1-192.168.0.254默认使用的子网掩码为
255.255.255.0,其中的0在2进制中表示,8个0.因此有8个位置没有被网络号
码给占用,2的8次方就是表示有256个地址,去掉一个头(网络地址)和一个尾
(主机地址),表示有254个电脑主机地址,因此我们想要对这254来划分的话,
就是占用最后8个0中的某几位。
  
假如占用第一个0.那么2进制表示的子网掩码为
11111111.11111111.11111111.10000000。转换为10进制就为
255.255.255.128,那么这时电脑主机应该为多少?其实很简单,就是2的7次
方了(不再是原来的2的8次方了),2的7次方=128,因此假如子网掩码为
255.255.255.128的话,这个C类地址可以被区分为2个网络,每个网络中最多
有128台主机。 192.168.0.1-192.168.0.127为一个,192.168.0.128-
192.168.0.255为第二个。
  
再举个例子,假如还是C类地址,其IP范围为192.168.0.1-
192.168.0.254,假如子网掩码255.255.255.192(也就是最后8为主机位,
被占用了2位,2进制表示为11111111.11111111.11111111.11000000),
那么这个网段的电脑主机数目就是2的6次方=64台,总共有2的2次方=4个网段。
第一个网段为192.168.0.1-192.168.0.63,第二个网段为192.168.0.64-
192.168.0.127,第三个网段为192.168.0.127-192.168.0.191,第四个
网段为192.168.0.192-192.168.0.254。
下面举一个实际的例子:
1:本例通过子网数来划分子网,未考虑主机数。
    一家集团公司有12家子公司,每家子公司又有4个部门。上级给出一个
172.16.0.0/16的网段,让给每家子公司以及子公司的部门分配网段。
    
思路:既然有12家子公司,那么就要划分12个子网段,但是每家子公司又有
4个部门,因此又要在每家子公司所属的网段中划分4个子网分配给各部门。
    步骤
   
A. 先划分各子公司的所属网段。
   
有12家子公司,那么就有2的n次方≥12,n的最小值=4。因此,网络位需要
向主机位借4位。那么就可以从172.16.0.0/16这个大网段中划出2的4次方=16
个子网。
   
详细过程:
   
先将172.16.0.0/16用二进制表示
   
10101100.00010000.00000000.00000000/16
   借4位后(可划分出16个子网):
1)   10101100.00010000.00000000.00000000/20【172.16.0.0/20】
2)   10101100.00010000.00010000.00000000/20【172.16.16.0/20】
3)   10101100.00010000.00100000.00000000/20【172.16.32.0/20】
4)   10101100.00010000.00110000.00000000/20【172.16.48.0/20】
5)   10101100.00010000.01000000.00000000/20【172.16.64.0/20】
6)   10101100.00010000.01010000.00000000/20【172.16.80.0/20】
7)   10101100.00010000.01100000.00000000/20【172.16.96.0/20】
8)   10101100.00010000.01110000.00000000/20【172.16.112.0/20】
9)   10101100.00010000.10000000.00000000/20【172.16.128.0/20】
10) 10101100.00010000.10010000.00000000/20【172.16.144.0/20】
11) 10101100.00010000.10100000.00000000/20【172.16.160.0/20】
12) 10101100.00010000.10110000.00000000/20【172.16.176.0/20】
13) 10101100.00010000.11000000.00000000/20【172.16.192.0/20】
14) 10101100.00010000.11010000.00000000/20【172.16.208.0/20】
15) 10101100.00010000.11100000.00000000/20【172.16.224.0/20】
16) 10101100.00010000.11110000.00000000/20【172.16.240.0/20】
    我们从这16个子网中选择12个即可,就将前12个分给下面的各子公司。每个
子公司最多容纳主机数目为2的12次方-2=4094。
   B. 再划分子公司各部门的所属网段
   
以甲公司获得172.16.0.0/20为例,其他子公司的部门网段划分同甲公
司。
   
有4个部门,那么就有2的n次方≥4,n的最小值=2。因此,网络位需要向主机
位借2位。那么就可以从172.16.0.0/20这个网段中再划出2的2次方=4个子网,
正符合要求。
    详细过程:
    先将172.16.0.0/20用二进制表示  
 10101100.00010000.00000000.00000000/20
    借2位后(可划分出4个子网):
    ① 10101100.00010000.00000000.00000000/22【172.16.0.0/22】
    ② 10101100.00010000.00000100.00000000/22【172.16.4.0/22】
    ③ 10101100.00010000.00001000.00000000/22【172.16.8.0/22】
    ④ 10101100.00010000.00001100.00000000/22【172.16.12.0/22】
    将这4个网段分给甲公司的4个部门即可。每个部门最多容纳主机数目为2的
10次方-2=1024。
2:本例通过计算主机数来划分子网。
   某集团公司给下属子公司甲分配了一段IP地址192.168.5.0/24,现在甲公
司有两层办公楼(1楼和2楼),统一从1楼的路由器上公网。1楼有100台电脑联
网,2楼有53台电脑联网。如果你是该公司的网管,你该怎么去规划这个IP?
   根据需求,画出下面这个简单的拓扑。将192.168.5.0/24划成3个网段,1
楼一个网段,至少拥有101个可用IP地址;2楼一个网段,至少拥有54个可用IP地
址;1楼和2楼的路由器互联用一个网段,需要2个IP地址。
  

   
思路:我们在划分子网时优先考虑最大主机数来划分。在本例中,我们就先使
用最大主机数来划分子网。101个可用IP地址,那就要保证至少7位的主机位可用
(2的m次方-2≥101,m的最小值=7)。如果保留7位主机位,那就只能划出两个
网段,剩下的一个网段就划不出来了。但是我们剩下的一个网段只需要2个IP地址
并且2楼的网段只需要54个可用IP,因此,我们可以从第一次划出的两个网段中选
择一个网段来继续划分2楼的网段和路由器互联使用的网段。
    步骤:
   
A. 先根据大的主机数需求,划分子网
   
因为要保证1楼网段至少有101个可用IP地址,所以,主机位要保留至少7
位。
    先将192.168.5.0/24用二进制表示:
    11000000.10101000.00000101.00000000/24
   
主机位保留7位,即在现有基础上网络位向主机位借1位(可划分出2个子网):
    ① 11000000.10101000.00000101.00000000/25【192.168.5.0/25】
    ② 11000000.10101000.00000101.10000000/25【192.168.5.128/25】
    1楼网段从这两个子网段中选择一个即可,我们选择192.168.5.0/25。
   
2楼网段和路由器互联使用的网段从192.168.5.128/25中再次划分得到。
    B. 再划分2楼使用的网段
   
2楼使用的网段从192.168.5.128/25这个子网段中再次划分子网获得。因
为2楼至少要有54个可用IP地址,所以,主机位至少要保留6位(2的m次方-
2≥54,m的最小值=6)。
    先将192.168.5.128/25用二进制表示:
    11000000.10101000.00000101.10000000/25
   主机位保留6位,即在现有基础上网络位向主机位借1位(可划分出2个子
网):
   ① 11000000.10101000.00000101.10000000/26【192.168.5.128/26】
    ② 11000000.10101000.00000101.11000000/26【192.168.5.192/26】
   2楼网段从这两个子网段中选择一个即可,我们选择192.168.5.128/26。
   
路由器互联使用的网段从192.168.5.192/26中再次划分得到。
    C. 最后划分路由器互联使用的网段
   
路由器互联使用的网段从192.168.5.192/26这个子网段中再次划分子网
获得。因为只需要2个可用IP地址,所以,主机位只要保留2位即可(2的m次方-
2≥2,m的最小值=2)。
    先将192.168.5.192/26用二进制表示:
    11000000.10101000.00000101.11000000/26
   
主机位保留2位,即在现有基础上网络位向主机位借4位(可划分出16个子
网):
    ① 11000000.10101000.00000101.11000000/30【192.168.5.192/30】
    ② 11000000.10101000.00000101.11000100/30【192.168.5.196/30】
    ③ 11000000.10101000.00000101.11001000/30【192.168.5.200/30】
    …………………………………
    ④ 11000000.10101000.00000101.11110100/30【192.168.5.244/30】
    ⑤ 11000000.10101000.00000101.11111000/30【192.168.5.248/30】
    ⑥ 11000000.10101000.00000101.11111100/30【192.168.5.252/30】
    路由器互联网段我们从这16个子网中选择一个即可,我们就选择192.168.5.252/30。
    D. 整理本例的规划地址
    1楼:
    网络地址:【192.168.5.0/25】
    主机IP地址:【192.168.5.1/25—192.168.5.126/25】
    广播地址:【192.168.5.127/25】
    2楼:
    网络地址:【192.168.5.128/26】
    主机IP地址:【192.168.5.129/26—192.168.5.190/26】
    广播地址:【192.168.5.191/26】
    路由器互联:
    网络地址:【192.168.5.252/30】
    两个IP地址:【192.168.5.253/30、192.168.5.254/30】
    广播地址:【192.168.5.255/30】
注意:
公网、内网是两种Internet的接入方式。
   内网接入方式:上网的计算机得到的IP地址是Inetnet上的保留地址,保留地址有如下3种形式: 
   内网的计算机以NAT(网络地址转换)协议,通过一个公共的网关访问
Internet。内网的计算机可向Internet上的其他计算机发送连接请求,但
Internet上其他的计算机无法向内网的计算机发送连
接请求。
   公网接入方式:上网的计算机得到的IP地址是Inetnet上的非保留地址。公网
的计算机和Internet上的其他计算机可随意互相访问。
   NATNetwork Address Translator)是网络地址转换,它实现内网的
IP地址与公网的地址之间的相互转换,将大量的内网IP地址转换为一个或少量的
公网IP地址,减少对公网IP地址的占用。NAT的最典型应用是:在一个局域网内,
只需要一台计算机连接上Internet,就可以利用NAT共享Internet连接,使局
域网内其他计算机也可以上网。使用NAT协议,局域网内的计算机可以访问
Internet上的计算机,但Internet上的计算机无法访问局域网内的计算机。
   Windows操作系统的Internet连接共享、sygatewinroute
unix/linuxnatd等软件,都是使用NAT协议来共享Internet连接。 所有
ISPInternet服务提供商)提供的内网Internet接入方式,几乎都是基于
NAT协议的。
   
本文参考 “大浪淘沙” 博客,http://yuanbin.blog.51cto.com/363003/112029
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