【转】IP网段的划分

zhangjianhu

一、缺省A、B、C类地址，子网掩码；
二、子网掩码的作用：
code:
IP地址 192.20.15.5 11000000 00010100 00001111 00000101
子网掩码 255.255.0.0 11111111 11111111 00000000 00000000
网络ID 192.20.0.0 11000000 00010100 00000000 00000000
主机ID 0.0.15.5 00000000 00000000 00001111 00000101
计算该子网中的主机数:2^n-2=2^16-2=65534
其中:n为主机ID占用的位数2: 192.20.0.0(表示本网络), 192.20.255.255 (表示子网广播);
该子网所容纳主机的IP地址范围:192.20.0.1~192.20.255.254
三、实现子网
1．划分子网的理由：
① 远程LAN互连；
②连接混合的网络技术；
③增加网段中的主机数量；
④减少网络广播。
2．子网的实现需要考虑以下因素：
①确定所需的网络ID数，确信为将来的发展留有余地；
谁需要占用单独的网络ID？
▲每个子网；
▲每个WAN连接；
②确定每个子网中最大的计算机数目，也要考虑未来的发展；
谁需要占用单独的主机ID？
▲每个TCP/IP计算机网卡；
▲每个TCP/IP打印机网卡；
▲每个子网上的路由接口；
③考虑增长计划的必要性：
假设您在InterNIC申请到一个网络ID：192.20.16.0 但你有两个远程LAN需要互连，而且每个远程LAN各有60台主机。
若不划分子网，您就只能使用一个网络ID：192.20.16.0，使用缺省子网掩码：255.255.255.0，而且在这个子网中可以容纳的主机ID的范围： 192.20.16.1~192.20.16.254，即可以有254台主机。
现在若根据需要划分为两个子网，即借用主机ID中的两位用作网络ID，则子网掩码就应变为：255.255.255.192（11000000）目的是将借用的用作网络I D的位掩去。看一看划分出来的子网的情况：
▲192.20.16.65~126
192.20.16.01000001~01111110
本网段（01 网段）主机数：2n-2=26-2=62或126-65+1=62
▲192.20.16.129~190
192.20.16.10000001~10111110
本网段（10 网段）主机数：2n-2=26-2=62或190-129+1=62
▲子网号00全0表示本网络，子网号11全1是子网屏蔽，均不可用。
提示：在早期的子网划分标准RFC950中，不能使用全0或全1做为二进制子网标识（在子网划分公式2n-2中的-2处理）。在RFC1812中，这个限制已被取消。下面内容摘自于RFC1812。
“以前版本的文档认为，子网号不能为0或-1，并且至少要有两位长。在一个CIDR领域，子网号就是网络前缀的一种延伸。如果没有前缀，那么子网号也就不存在了。从CIDR观点来看，这种对子网号的限制是没有意义的，可以安全地忽略。”
这个方案可以满足目前需求，但以后如果需要加入新的网段则必须重新划分更多的子网（即借用更多的主机ID位用作网络ID），或如果以后需要每个子网中的主机数更多则必须借用网络I D位来保证更多的主机数。
四、定义子网号的方法
若InterNIC分配给您的B类网络ID为129.20.0.0，那么在使用缺省的子网掩码255.255.0.0的情况下，您将只有一个网络ID和216-2台主机（范围是：129.20.0.1~129.20.255.254）。现在您有划分4个子网的需求。
1．手工计算法：
①将所需的子网数转换为二进制
4→00000100
②以二进制表示子网数所需的位数即为向缺省子网掩码中加入的位数（既应向主机ID借用的位数）
00000100→3位
③决定子网掩码
缺省的：255.255.0.0
借用主机ID的3位以后：255.255.224（11100000）.0，即将所借的位全表示为1，用作子网掩码。
④决定可用的网络ID
列出附加位引起的所有二进制组合，去掉全0和全1的组合情况
code:
　　组合情况 　　　　实际得到的子网ID
　　　000╳
001→32 （00100000 ) 129.20.32.0
010→64 （01000000 ) 129.20.64.0
011→96 （01100000 ) 129.20.96.0
100→128（10000000） 129.20.128.0
101→160（10100000） 129.20.160.0
110→192（11000000） 129.20.192.0
　　　111╳
⑤决定可用的主机ID范围
code:
子网 　　　　　开始的IP地址 最后的IP地址
129.20.32.0 129.20.32.1 129.20.63.254
129.20.64.0 129.20.64.1 129.20.95.254
129.20.96.0 129.20.96.1 129.20.127.254
129.20.128.0 129.20.128.1 129.20.159.254
129.20.160.0 129.20.160.1 129.20.191.254
129.20.192.0 129.20.192.1 129.20.223.254
2．快捷计算法：
①将所需的子网数转换为二进制
4→00000100
②以二进制表示子网数所需的位数即为向缺省子网掩码中加入的位数（既应向主机ID借用的位数）
00000100→3位
③决定子网掩码
缺省的：255.255.0.0
借用主机ID的3位以后：255.255.224（11100000）.0，即将所借的位全表示为1，用作子网掩码。
④将11100000最右边的"1"转换为十进制，即为每个子网ID之间的增量，记作delta d=32
⑤产生的子网ID数为：2^m-2 (m:向缺省子网掩码中加入的位数)
可用子网ID数：2^3-2=6
⑥将d附在原网络ID之后，形成第一个子网网络ID 129.20.32.0
⑦重复⑥，后续的每个子网的值加d，得到所有的子网网络ID
129.20.32.0
129.20.64.0
129.20.96.0
129.20.128.0
129.20.160.0 129.20.192.0
129.20.224.0→224与子网掩码相同，是无效的网络ID
以上是介绍，注意看下面的应用
IP和子网掩码
我们都知道，ＩＰ是由四段数字组成，在此，我们先来了解一下3类常用的ＩＰ
　　A类IP段　 0.0.0.0 到127.255.255.255
　　B类IP段　 128.0.0.0 到191.255.255.255
　　C类IP段　 192.0.0.0 到223.255.255.255
　　ＸＰ默认分配的子网掩码每段只有255或0
　　Ａ类的默认子网掩码　255.0.0.0　　　　　一个子网最多可以容纳1677万多台电脑
　　Ｂ类的默认子网掩码　255.255.0.0　　　　一个子网最多可以容纳6万台电脑
　　Ｃ类的默认子网掩码　255.255.255.0　　　一个子网最多可以容纳254台电脑
　　我以前认为，要想把一些电脑搞在同一网段，只要ＩＰ的前三段一样就可以了，今天，我才知道我错了。如果照我这说的话，一个子网就只能容纳254台电脑？真是有点笑话。我们来说详细看看吧。
　　要想在同一网段，只要网络标识相同就可以了，那要怎么看网络标识呢？首先要做的是把每段的ＩＰ转换为二进制。（有人说，我不会转换耶，没关系，我们用Ｗｉｎｄｏｗｓ自带计算器就行。打开计算器，点查看>科学型，输入十进制的数字，再点一下岸??啤闭飧龅パ〉悖?涂梢郧谢恢炼??屏恕＃?br>
　　把子网掩码切换至二进制，我们会发现，所有的子网掩码是由一串[red]连续[/red]的1和一串[red]连续[/red]的0组成的（一共4段，每段8位，一共32位数）。
　　255.0.0.0　　　11111111.00000000.00000000.00000000
　　255.255.0.0　　11111111.11111111.00000000.00000000
　　255.255.255.0　11111111.11111111.11111111.00000000
　　这是A/B/C三类默认子网掩码的二进制形式，其实，还有好多种子网掩码，只要是一串连续的1和一串连续的0就可以了（每段都是8位）。如 11111111.11111111.11111000.00000000，这也是一段合法的子网掩码。子网掩码决定的是一个子网的计算机数目，计算机公式是2的m次方，其中，我们可以把m看到是后面的多少颗0。如255.255.255.0转换成二进制，那就是 11111111.11111111.11111111.00000000，后面有8颗0，那m就是8，255.255.255.0这个子网掩码可以容纳 2的8次方（台）电脑，也就是256台，但是有两个ＩＰ是不能用的，那就是最后一段不能为0和255，减去这两台，就是254台。我们再来做一个。
　　255.255.248.0这个子网掩码可以最多容纳多少台电脑？
　　计算方法：
　　把将其转换为二进制的四段数字（每段要是8位，如果是0，可以写成8个0，也就是00000000）
　　11111111.1111111.11111000.00000000
　　然后，数数后面有几颗0，一共是有11颗，那就是2的11次方，等于2048，这个子网掩码最多可以容纳2048台电脑。
　　一个子网最多可以容纳多少台电脑你会算了吧，下面我们来个逆向算法的题。
　　一个公司有530台电脑，组成一个对等局域网，子网掩码设多少最合适？
　　首先，无疑，530台电脑用Ｂ类ＩＰ最合适（Ａ类不用说了，太多，Ｃ类又不够，肯定是Ｂ类），但是B类默认的子网掩码是255.255.0.0，可以容纳6万台电脑，显然不太合适，那子网掩码设多少合适呢？我们先来列个公式。
　　2的m次方＝560
　　首先，我们确定2一定是大于8次方的，因为我们知道2的8次方是256，也就是Ｃ类ＩＰ的最大容纳电脑的数目，我们从9次方一个一个试2的9次方是 512，不到560，2的10次方是1024，看来2的10次方最合适了。子网掩码一共由32位组成，已确定后面10位是0了，那前面的22位就是1，最合适的子网掩码就是：11111111.11111111.11111100.00000000，转换成10进制，那就是255.255.252.0。
　　分配和计算子网掩码你会了吧，下面，我们来看看ＩＰ地址的网段。
　　相信好多人都和偶一样，认为ＩＰ只要前三段相同，就是在同一网段了，其实，不是这样的，同样，我样把ＩＰ的每一段转换为一个二进制数，这里就拿ＩＰ：192.168.0.1，子网掩码：255.255.255.0做实验吧。
　　192.168.0.1
　　11000000.10101000.00000000.00000001
　　（这里说明一下，和子网掩码一样，每段8位，不足8位的，前面加0补齐。）
　　ＩＰ　　　　11000000.10101000.00000000.00000001
　　子网掩码　　11111111.11111111.11111111.00000000
　　在这里，向大家说一下到底怎么样才算同一网段。
　　要想在同一网段，必需做到网络标识相同，那网络标识怎么算呢？各类ＩＰ的网络标识算法都是不一样的。Ａ类的，只算第一段。Ｂ类，只算第一、二段。Ｃ类，算第一、二、三段。
　　算法只要把ＩＰ和子网掩码的每位数AND就可以了。
　　AND方法：0和1＝0　0和0＝0　1和1＝1
　　如：And　192.168.0.1，255.255.255.0，先转换为二进制，然后AND每一位
　　ＩＰ　　　　　　11000000.10101000.00000000.00000001
　　子网掩码　　　　11111111.11111111.11111111.00000000
　　得出AND结果　 11000000.10101000.00000000.00000000
　　转换为十进制192.168.0.0，这就是网络标识，
　　再将子网掩码反取，也就是00000000.00000000.00000000.11111111，与IP　AND
　　得出结果00000000.00000000.00000000.00000001，转换为10进制，即0.0.0.1，
　　这0.0.0.1就是主机标识。要想在同一网段，必需做到网络标识一样。
　　我们再来看看这个改为默认子网掩码的Ｂ类ＩＰ
　　如ＩＰ：188.188.0.111，188.188.5.222，子网掩码都设为255.255.254.0，在同一网段吗？
　　先将这些转换成二进制
　　188.188.0.111　10111100.10111100.00000000.01101111
　　188.188.5.222　10111100.10111100.00000101.11011010
　　255.255.254.0　11111111.11111111.11111110.00000000
　　分别AND，得
　　10111100.10111100.00000000.00000000
　　10111100.10111100.00000100.00000000
　　网络标识不一样，即不在同一网段。
　　判断是不是在同一网段，你会了吧，下面，我们来点实际的。
　　一个公司有530台电脑，组成一个对等局域网，子网掩码和ＩＰ设多少最合适？
　　子网掩码不说了，前面算出结果来了11111111.11111111.11111100.00000000，也就是255.255.252.0
　　我们现在要确定的是ＩＰ如何分配，首先，选一个Ｂ类ＩＰ段，这里就选188.188.x.x吧
　　这样，ＩＰ的前两段确定的，关键是要确定第三段，只要网络标识相同就可以了。我们先来确定网络号。（我们把子网掩码中的1和IP中的?对就起来，0和*对应起来，如下：）
　　255.255.252.0　11111111.11111111.11111100.00000000
　　188.188.x.x　　10111100.10111100.??????**.********
　　网络标识　　　10111100.10111100.??????00.00000000
　　由此可知，?处随便填（只能用0和1填，不一定全是0和1），我们就用全填0吧，*处随便，这样呢，我们的ＩＰ就是
　　10111100.10111100.000000**.********，一共有530台电脑，ＩＰ的最后一段1～254可以分给254台计算机，530/254＝2.086，采用进1法，得整数3，这样，我们确定了ＩＰ的第三段要分成三个不同的数字，也就是说，把000000**中的**填三次数字，只能填1和0，而且每次的数字都不一样，至于填什么，就随我们便了，如00000001，00000010，00000011，转换成二进制，分别是1，2，3，这样，第三段也确定了，这样，就可以把ＩＰ分成188.188.1.y，188.188.2.y，188.188.3.y，y处随便填，只要在1～254范围之内，并且这530台电脑每台和每台的ＩＰ不一样，就可以了。
　　有人也许会说，既然算法这么麻烦，干脆用Ａ类ＩＰ和Ａ类默认子网掩码得了，偶要告诉你的是，由于Ａ类ＩＰ和Ａ类默认子网掩码的主机数目过大，这样做无疑是大海捞针，如果同时局域网访问量过频繁、过大，会影响效率的，所以，最好设置符合自己的ＩＰ和子网掩码^_^

本文来自ChinaUnix博客，如果查看原文请点：http://blog.chinaunix.net/u3/93443/showart_1890308.html