子网划分（精选8篇）
子网划分 篇1
摘要：网络组建中, 子网划分很重要, 但是对于大中专院校的信息类专业学生或学习者来说, 理解子网掩码划分子网, 懂得子网掩码划分的意义, 掌握划分子网的技术和方法都有很大的困难。笔者通过具体问题分析、图表说明、模拟验证等方法, 将抽象的子网掩码问题, 理顺清晰, 使其简单化, 易理解。
关键词：子网掩码,子网,网络地址
1 子网掩码概述
1.1 子网掩码的定义
根据RFC950定义, 子网掩码是一个32位的2进制数, 其对应网络地址的所有位都置为1, 对应于主机地址的所有位都置为0。子网掩码告知路由器, 地址的哪一部分是网络地址, 哪一部分是主机地址, 使路由器正确判断任意IP地址是否是本网段的, 从而正确地进行路由。网络上, 数据从一个地方传到另外一个地方, 是依靠IP寻址。从逻辑上来讲, 是两步的。第一步, 从IP中找到所属的网络, 好比是去找这个人是哪个小区的;第二步, 再从IP中找到主机在这个网络中的位置, 好比是在小区里面找到这个人。
1.2 子网掩码的功能
1.2.1 声明网络地址与主机地址
子网掩码一定是配合IP地址来使用的。对于常用网络A、B、C类IP地址其默认子网掩码的二进制与十进制对应关系如表1所示。子网掩码工作过程是:将32位的子网掩码与IP地址进行二进制形式的按位逻辑“与” (AND) 运算, 得到的便是网络地址, 将子网掩码二进制按位取反, 然后与IP地址进行二进制的逻辑“与” (AND) 运算, 得到的就是主机地址。如:192.168.10.10 AND 255.255.255.0, 结果为192.168.10.0, 其表达的含义为:该IP地址属于192.168.10.0这个网络, 其主机号为10, 即这个网络中编号为10的主机。
1.2.2 划分子网
子网掩码机制提供了子网划分的方法。其作用是:减少网络上的通信量;节省IP地址;便于管理;解决物理网络本身的某些问题。使用子网掩码划分子网后, 子网内可以通信, 跨子网不能通信, 子网间通信应该使用路由器, 并正确配置静态路由信息。划分子网, 就应遵循子网划分结构的规则, 如图1所示。就是用连续的1在IP地址中增加表示网络地址, 同时减少表示主机地址的位数。例如, IP地址为130.39.37.100, 网络地址为130.39.0.0、子网地址为130.39.34.0、子网掩码为255.255.255.0, 网络地址部分和子网标识部分为“1”所对应, 主机标识部分为“0”所对应。使用CIDR表示为:130.39.37.100/24即IP地址/掩码长度。其中第三个字节上的255所对应的8位二进制数值就是将主机地址位数借给了网络地址部分, 充当了划分子网的位数。
2 子网掩码划分子网例题分析
2.1 例题解析
某学校教务处需要创建内部网络, 使用一个公用IP地址210.39.15.100, 教务处包括信息系、机电系、服装系、汽修系4个教学系, 每个系有20~30台计算机。问:若要将4个系从网络上进行分开, 如何划分网络?子网掩码如何确定?每个部门的IP地址范围如何分配?
分析后, 我们得知, 网络划分问题可以归结为子网结构划分, 如何确定子网网络地址部分和子网主机地址部分?解决方式有三种:根据子网数;根据主机数;增量计算法。
本文根据子网数法来研究。本例中为4个教学系划分网络, 得知, 需要通过子网掩码划分4个子网。 (4) D= (100) B, 将4转换为二进制, 占3位长。由此可知, 子网网络地址的长度为3。文中IP地址为210.39.15.100, 其隐含条件为该地址属于C类IP地址, 第四个字节为主机地址, 为了划分子网, 从第四个字节开始位连续3位置1, 作为子网网络地址部分。本题中, 理论上我们可以划分2n个子网络, n=3, 即8个子网。通过分析, 建立了IP地址与子网掩码划分的关系图, 如图2所示。子网划分情况包括十进制与二进制对应的关系, 如图3所示。
子网掩码可以通过图1, 直观展示给大家, 1的位数为3×8+3=27位, 即210.39.15.100这个公用IP地址若划分出4个子网, 其子网掩码应该为210.39.15.100/27或者表达为255.255.255.224。
子网划分可以通过图3展示给学习者, 由子网掩码可知, 主机地址位, 前三位为子网网络的标识位, 共有8种可能, 分别用子网编号1~8来区分。其中, 子网1的情况不能分配给子网主机, 该地址210.39.15.0属于特殊地址, 表达子网本身。子网8的情况也不能分配子网主机, 该地址210.39.15.224属于特殊地址, 子网定向广播地址。那么, 子网2~7共有6个子网可以分配给4个系的, 每个子网的主机数为2h-2个, h为每个子网中主机所占的位数。本题中, h=5, 可知, 每个子网中有30台主机。符合题意。我们可以做如下安排:将子网2, 地址为210.39.15.32分配给信息系, 子网3, 地址为210.39.15.64分配给机电系, 子网4, 地址为:210.39.15.96分配给服装系, 子网5, 地址为210.39.15.128分配给汽修系, 子网6、子网7备用。
每个教学系的主机地址范围, 可以理解为, 该子网的第一台主机至该子网的最后一台主机或下一个子网地址前两个主机。如子网2, 信息工程系的子网网络地址为210.39.15.32, 第一台主机地址为:210.39.15.33, 最后一台主机地址为:210.39.16.62。以此类推, 可以获得机电系、服装系、汽修系的主机地址范围, 详见表2。
同时, 建立模型如图4所示。
每个子网中的子网掩码设置为:255.255.255.224, 每个子网取两台主机, 按照规则配置地址, 如表2-2, 经过实验测得, 信息系、机电系、服装系、汽修系之间无法ping通, 然而, 每个系内的主机却可以通信。实验说明子网划分成功。
2.2 地址损失问题
通过子网划分, 确实解决了一个公有IP地址同时为多个子网络公用的问题。深入研究以后, 我们也看到了其存在的问题。在本例题中, 我们看到了地址有损失。子网1和子网8中各有32个地址被浪费了, 在子网2到子网7中, 因为子网网络地址和子网广播地址这样的特殊地址, 每个子网损失2个地址, 这样本例中IP地址损失就多达76个。
3 结语
总之, 子网掩码划分子网的方法不止一种, 无论是根据子网数、根据主机数、还是增量计算方法, 都有各自的优势。子网掩码有其特定规律, 子网划分有不同规则, 如果想透彻理解子网掩码, 不但要学习网络技术理论知识和子网掩码知识, 还要从应用中找到突破口。只有学以致用才能加深学习者对子网划分理论的理解。
子网划分 篇2
子网划分的问题网上有很多，讲得也很详细，就是太复杂了一点，所以在这里根据自己的理解做了个总结，。。
子网划分的好处就不多说了。
进行子网划分后，IP地址=网络号+子网号+主机号
网络号由专门的机构分配，申请后网络管理员就根据自己的需要进行子网划分
假设申请了一个IP地址为40.15.0.0
如果不进行子网划分的话默认的子网掩码应该是255.255.0.0
要进行子网划分子网掩码就要发生变化，但是在255.255.0.0基础上变化的
假设要划分两个子网(子网号占一位，主机空间占15位)，那么子网掩码就是255.255.128.0，两个子网分别是40.15.0.0、40.15.128.0
3个子网(子网号占2位，主机空间占14位)，掩码为 255.255.192.0，子网号分别为.40.15.0.0、40.15.64.0、40.15.128.0、40.15.192.0任取其三
4个子网(子网号占2位，主机空间占14位)，掩码为255.255.192.0，子网号为上面的4个
5个子网(子网号占3位，主机空间占13位)，掩码为255.255.224.0，
子网号为40.15.0.0、40.15.32.0、40.15.64.0、40.15.96.0、40.15.128.0、40.15.160.0、40.15.192.0、40.15.224.0任取其五
......
解释：将默认子网掩码的第三个字段展开：00000000
第一位为1可以表示2个子网(0、1)
前两位为1可以表示不多于4个子网(00、01、10、11)
前三位为1可以表示不多于8个子网(000、001、010、011、100、101、110、111)
......
子网划分探讨 篇3
1 为什么要划分子网
参看诸如《计算机网络》和《交换路由技术》等教材, 归纳起来, 划分子网的目的主要有: (1) 节约IPv4的IP地址。IPv4把IP地址划分为A, B, C, D, E, 5类, 主要使用其中的A, B, C, 3类。这3类IP地址有限, 不能满足需求, 但同时, 一家公司不需要一个网络 (如C类网络) 内的所有IP, 而造成IP浪费。子网划分可以按需分配IP, 减少浪费, 节约IP地址。 (2) 提高网络安全。网络内信息以广播式发送, 子网划分将原来一个广播域划分成若干个较小的广播域, 提高了网络安全性。 (3) 提高网络传输的效率。在以太网中, 网络内有大量的广播信息存在, 子网划分将原来一个广播域划分成若干个较小的广播域, 减少广播信息量及缩小广播的范围, 提高了网络传输的效率。
1.1 划分子网在局域网内的使用
教师讲解子网划分知识点的前后, 讲了私有IP地址、特殊IP地址、VLAN和NAT技术等知识点。有的学生就会想, 私有IP地址就可以缓解IP地址不足的问题, 再运用NAT技术, 对于局域网来说, 在内网使用私有IP地址, 有一个公网IP地址就可以了, 子网划分用不上。确实如此, 如对于一个需要2万个IP地址的校园网来说, 采用C类私有IP地址就可以了。C类私有IP地址:192.168.0.0—192.168.255.255, 有255个C类网络, 每个网络有254个IP地址可用, 共有255×254个IP可用。绝大多数学校的机房和实训室都是使用私有IP地址, 没有必要在局域网内使用子网划分。当然, 想进行子网划分也是可以的。
1.2 划分子网在城域网、广域网中的使用
在城域网、广域网中使用公网IP地址, 目前大量使用IPv4的IP地址。因为IP地址不足的同时又存在IP地址浪费, 就需要子网划分, 充分利用已有的IP地址, 缓解IP地址不足的问题。在路由器上配置静态路由, 动态路由 (RIP和OSP等) 时要使用子网掩码或者反子网掩码, 路由器依据子网掩码或者反子网掩码确定网段, 在网段间进行路由选择, 传送数据包。理解了子网掩码的作用, 进一步让学生体会到子网掩码的作用及子网划分的重要性。
下面给出一个子网划分的示例。学校校园网出口设备Router1连接到中国电信的网络设备Router2上, 网络拓扑结构图如图1所示。
网络设备Router1的S2/0接口与网络设备Router2的S2/0接口连接。这两个接口属于同一个网段, 这个网段仅有这两个接口。为了节约IP地址, 进行子网划分, 尽可能少地浪费IP地址。可以这样规划IP地址:S2/0接口IP:193.168.100.1/30 (即子网掩码是255.255.255.252) , S2接口IP:193.168.100.2/30。这个网段必须使用公网IP地址, 如果不进行子网划分, 那就意味着这两个接口使用两个IP地址 (每个接口一个IP地址) 需要占用一个网段, 会浪费很多个IP地址。进行子网划分, 可以尽可能地避免这种浪费。按照上面的IP规划, 把C类的IP网络划分成多个子网, 这个子网的主机地址是32-30=2位, 于是子网内可用IP地址数为22-2=2个。2个IP地址刚好分给这两个接口, 做到了尽可能地节约IP地址。
1.3 子网划分在考试中的占分比
子网划分是计算机网络课程中的一个重点难点, 通过以上分析, 让学生明白了其应用场合和重要性, 使压力变为动力, 能认真去学习, 思考这个知识点。在全国计算机等级考试四级网络工程师考试中, 子网划分的题目占分比在15%左右, 在国家软件水平考试的网络工程师考试中, 子网划分的题目占到10%左右。进一步说明子网划分在城域网、广域网网络中的重要性, 要成为一名深资的网络工程师, 子网划分是要掌握的关键点之一。
2 如何学习子网划分
2.1 理解子网掩码
2.1.1 理解子网掩码的作用
如果是A, B, C, D, E类IP地址, 没有进行划分子网, 那么从IP中就可以确定IP地址的类型及网络号和主机号。划分子网是从IP地址的主机地址中划分一位或者多位到网络地址中, 改变了网络地址的长度和主机地址的长度, 无法直接从IP地址中确定网络地址和主机地址的长度, 也就无法确定IP地址的网络号和主机号。划分子网后, 从IP中只能确定IP地址的类型, 不能确定IP的网络号和主机号。划分子网后, 通过使用掩码, 把子网隐藏起来, 使得从外部看网络没有变化, 这就是子网掩码, 于是需要使用子网掩码来确定对应IP中网络地址和主机地址的长度。子网掩码的作用就是来确定它对应IP的网络地址和主机地址位数。子网掩码的特点是转换成二进制后, “1”是连续的, “0”也是连续的, “1”中没有“0”, “0”中没有“1”;“1”表示与它相应的IP (二进制时) 的对应位是属于网络地址, “0”表示与它相应的IP (二进制时) 的对应位是属于主机地址。就清楚了子网划分前要搞清楚子网掩码的重要性及作用。
2.1.2 理解子网掩码与IP地址配对使用
通过上面的分析知道:没有子网划分时, 根据IP地址的类型就能确定IP地址中的网络地址和主机地址长度;子网划分后, 需要通过子网掩码来确定对应IP地址的网络地址和主机地址的长度。什么时候划分了子网, 什么时候没有划分子网, 无法表示。于是统一规定:一个IP地址配对一个子网掩码, 由子网掩码来确定对应IP地址中网络地址长度, 也就确定了网络号。路由器根据子网掩码计算出网络号, 确定网段, 进行路由选择。这就是子网掩码和IP地址配对使用的原因。
2.2 子网划分讲解
对于初学者来说, 给他讲子网划分的计算技巧, 只能是让他得到正确计算结果, 并不知道为什么要这么算, 在网络规划时就不会IP规划了。所以, 先得讲清楚子网划分的过程和步骤。这里看到的IP地址是采用点分十进制表示的, 实际在计算机和网络设备中是二进制形式的。于是, 学习者计算的时候要把十进制的IP地址转化为二进制, 再进行计算。路由器依据子网掩码正确判断任意IP地址是否是本网段的, 从而正确地进行路由。进行子网划分计算, 就是让学习者模仿路由器等网络设备进行计算网络号和主机号过程来计算一次, 从而加深对子网划分的理解和应用。子网划分过程见教材《网络设备互连学习指南》 (科学出版社出版, 高侠、陈智罡、袁宗福编著, ISBN:9787030241672) 第146页至149页。同时在网络上, 百度百科中也有子网划分的详细计算过程。
上面教材和网络中的子网划分计算过程, 归纳起来有4步: (1) 通过子网掩码确定对应IP的网络地址和主机地址位数; (2) 把IP地址点分十进制转换成点分二进制; (3) 计算出网络号和主机号; (4) 写出子网号和子网内第一个可用IP, 并把它转化成点分十进制形式。理解了子网划分, 再按照这4个步骤进行子网划分就容易多了。
2.3 子网划分计算技巧
计算技巧是对于熟悉了子网划分计算过程的学习者来说的。针对上面计算过程的4个步骤, 笔者发现从第2步到第4步过程中, 先把IP地址点分十进制数据转换成二进制, 然后又转换成十进制数据, 这个过程是可以简算的。发现IP地址的4个字节中, 如果某个字节是网络地址或者是主机地址的话, 由十进制转换成二进制, 又转换成十进制, 这个计算过程是不必要的;某个IP字节包含网络地址和主机地址, 这个字节就要计算, 需要把十进制转换成二进制, 找出其网络地址和主机地址, 进行计算。这个过程对二进制计算熟悉就比较容易计算, 如果熟悉20= 1, 21= 2, 22= 4, 23= 8, 24= 16, 25= 32, 26= 64, 27= 128, 28= 256, 就可以口算了。因为IP地址的每个字节是8位二进制数, 最大是二进制的“11111111”, 即28-1=255, 任何一个小于等于255的十进制的数转换成二进制是上面这些2的N次方数的一个或者几个之和。例如:IP地址是150.151.152.153, 子网掩码是255.255.224.0。先分析子网掩码:255转换成二进制是11111111, 224转换成二进制是11100000。于是就知道IP地址的第1、第2个字节是网络地址, 第4个字节是主机地址, 第3个字节既包含网络地址又包含主机地址, 只要计算第3个字节就可以了, 第3个字节是152, 转换成二进制是10011000, 得到前3位“100“属于网络地址, “100“也是子网号, 后五位”11000“属于主机地址。于是得到网络地址是150.151.128.0/19。
3 结语
对于子网划分这个知识点, 笔者觉得最重要的是理解其意义及应用。它的计算过程要从计算的4个步骤开始学习, 不要一开始就求计算技巧。希望学习者是能学以致用, 不是会算不会用。
摘要：子网划分是计算机网络专业课程中的一个难点。文章从子网划分的应用场合, 子网划分的考点等方面说明子网划分的重要性, 引起学习者重视, 然后从子网掩码的作用, 子网划分计算及计算技巧等方面讲解分析子网划分的问题, 希望对实际工程中子网划分的应用技巧能有一定的指导作用。
关键词：子网划分,子网掩码,IP地址
参考文献
[1]高侠, 陈智罡, 袁宗福.网络设备互连学习指南[M].北京:科学出版社, 2009.
企业管理：六步轻松搞定子网划分 篇4
通过合理的子网划分，从物理上对企业局域网进行划分，提高网络的安全性，这是不少网络工程师首选的企业网络安全方案。确实，在子网掩码的帮助下，可以把企业网络划分成几个相对独立的网络。然后把企业的机要部门放在一个独立的子网中，以限制其他部门人员对这个部门网络的访问。这是一个非常不错的解决方案。笔者平时在给企业部署网络基础架构的时候，也喜欢利用子网来对企业的重要部门进行隔离。另外，还可以利用子网对一些应用服务器进行隔离，防止因为客户端网络因为中毒而对服务器产生不利的影响。
不过子网划分的内容，在学校里学的很辛苦，因为教科书上写的太过于高深。工作以后，实际接触过几个项目，也跟一些前辈沟通过，觉得子网划分没有我们想象中的难。一般只要通过六个步骤就可以设计出一个合理的子网划分方案。
第一步：企业需要多少个子网？
当对企业局域网进行子网规划的时候，网络管理员第一个要考虑的内容，就是企业到底要划分成几个子网。因为需要根据这个数据确认子网掩码的位数。
如笔者给一家企业做网络规划的时候，经过跟他们各个部门沟通后，决定为他们设置四个子网。研发部门、财务部门各用一个子网;为了应用服务器的安全，故把他们的邮箱服务器、ERP系统服务器、OA办公自动化服务器等放在同一个子网络中;其他部门的客户端共享一个网段。
企业需要划分4个网段，一共需要几位的子网掩码呢?这里有一个现成的公式可以套用：2x=子网个数，其中x就是所需要的子网掩码位数。若根据这个案例，子网个数为4，则2x=4。把这个方程解出来，子网掩码位数即为2。
第二步：每个子网中大致有多少主机？
网络管理员第二个需要考虑的问题就是每个子网中大概需要部署多少主机。因为每个子网中的主机数量是有限的，所以，以上那个子网划分方案还不是最终的方案。只有等各个网段的主机数量能够满足企业的需要之后，才可以最终拍板采用这个方案。
笔者负责的这家企业中，研发部门、财务部门的主机数量都比较少，研发部门10台、财务部门5台;而各种应用服务器的话也需要六个IP地址。若考虑扩展性的话，以上两个部门最多再增加3个IP地址即可。而其余部门的话，现有电脑40台左右。考虑到后续的扩展，要为其预留十个到二十个IP地址。
第三步：计算现有子网的合法的主机IP数目
接下去网络管理员就需要计算根据第一步得出来的子网规划方案，能否满足企业主机数据的需要。在计算子网的合法主机IP地址的时候，也有一个公式可以进行套用：2x-2=合法的主机IP地址数(这里的x表示的是非子网掩码的位数，即子网掩码为0的位数)。按照第一步，我们计算出来的子网掩码的为数为2，此时，我们就需要一个个的试验。
若我们采用C类IP地址的话，则其子网掩码为1的最多八位。根据这个案例，需要子网掩码2位，那么子网掩码为零的就是6位。其每个网段的子网掩码为26-2=62位。而企业要求的每个网段的最多主机数量为60台(已经考虑了未来扩展的需要)。所以，这个子网划分方案完全满足企业的需求。
若此时，企业需要的主机数量为100台，那么就不能够采用C类地址了，而需要采用B类地址或者A类地址。总之，网络管理员要保证现有的子网规划方案，其每个网段的主机数量要能够满足企业的需要。否则的话，就需要进行相应的调整。
在做这个判断的时候，笔者需要强调两个方面的问题
一是在考虑某个网段的主机数量的时候，不能看现在有多少就留多少个IP地址。而是需要考虑一定的拓展型。笔者这里只留了15%左右的拓展空间，其实还算是比较保守的。一般情况下，可能需要有50%，甚至更多的保留空间。因为子网部署好之后，因为IP地址不够再重新调整的话，是一件非常头痛的事情。
二是最好从C类、B类、A类地址这么测试。笔者比较倾向于采用C类地址。只有当C类地址无法满足的时候，才考虑采用B类、A类地址。一般来说，在同等数量的子网情况下，B类、A类地址可用的主机IP地址数量要比C类地址多的多。具体采用哪类IP地址，一般跟网络管理员的爱好有关。
第四步：这些子网的子网号是什么？
通过以上的三个步骤，子网的规划已经完成。接下去的任务就是需要计算一些具体的参数。这主要是用来帮助网络管理员做好后续的配置，以及方便以后的工作。具体的来说，网络规划完毕后，网络管理员需要分析每个网段的子网号是多少、每个子网的广播地址是多少、每个子网中合法的IP地址是哪些等等。
首先，我们需要计算每个子网的子网号。这里又有一个公式，即256-子网掩码=增量值。就以笔者这家企业为例。因为用了2位子网掩码，其二进制表示即为11000000。若转化为十进制，即是192。所以，计算出来的增量值即为64。那么，从0来时，每隔64，即是每个子网的子网号。在这个例子中，四个网段的子网号分别为192.168.0.0、192.168.0.64、192.168.0.128、192.168.0.192。根据相关的规则，这四个IP地址具有特殊的用途，不能够用来分配给网络客户端。
第五步：计算每隔子网段的广播地址
我们在第三步计算每个网段的主机地址可用量的时候，我们一下子减去了两个IP地址。一个是因为第四步所说的子网号不能够用来作为客户端的主机地址以外;还有一个就是每个子网中还有一个广播地址，其也不能够被当作主机地址来时用。所以，我们还需要计算出每个网段的广播地址。以避免在配置客户端的时候，把这个广播地址错误的分配给网络主机。
计算广播地址比较简单，因为其直接跟前面一个步骤计算出来的子网号相关。简单的说，一个网段中的起始地址是子网号，而最后一个地址就是广播地址。如上面这个例子，其192.168.0.0到192.168.0.63是一个网段。则默认情况下，其192.168.0.0是子网号，192.168.0.6
3就是广播地址。所以，这不需要我们再利用公式去计算。
第六步：分析每个子网中合法可用的主机IP地址
最后一步就是需要分析每个网段中可用的主机IP地址了。这个步骤也比较简单，只要把每个网段中的IP地址，除掉子网号与网络掩码之外，就都是可用的IP地址了。也就是说，合法的IP地址时那些介于各个子网之间的取值，并要去掉子网号与广播地址。换句话说，他就是介于子网号与广播地址之间的地址。
不过往往计算出来这些数据后还不够。因为这不够清楚，让人看的头晕。我们往往需要把计算出来的结果整理成一张表格。如此的话，在配置客户端的时候，才不会因为疏忽把IP地址配置错误。要知道，到时候，就是凭这些IP地址来控制客户端主机所处的网段。特别是遇到网段比较多或者比较复杂的时候，一定要有一个合理的IP地址分配方案。如笔者在设计子网的时候，喜欢把以上的计算结果总结出如下这么一张表。
子网名称 子网号 广播地址 可用主机地址数量 企业需求
研发部门 192.168.0.0 192.168.0.63 62 10
财务部门 192.168.0.64 192.168.0.127 62 10
应用服务器 192.168.0.128 192.168.0.191 62 10
其他 192.168.0.192 192.168.0.255 62 60
如此的话，就可以一目了然的看到可用IP地址的结果。在配置客户端的时候，可以避免错误的配置。
在做子网规划的时候，笔者最后还有几点忠告
一是在企业网络管理中，要注重网络规划，特别是子网规划
因为网络组建完成后，才发现现有的子网规划不能够满足企业的需要，如子网不够或者主机数量不够，则再进行调整的话，其工作量会很大。而且对客户端也会产生比较大的影响。所以，要尽量避免频繁的对已经部署好的网络进行IP地址规划上的调整。
二是若网路管理员采用子网的话，则最容易出现的问题有两个
一是误用了广播地址或者子网号;而是明明应该属于A网段的，可是在配置的时候不小心，却把这台主机配置成了B网段。这两个问题都是由于粗心所导致的。所以，笔者一直强烈建议，不管你是新手还是个专家，在子网规划与配置时，都要详细的列出IP地址规划表。参照这表格来配置客户端，可以有效的避免以上两个问题的出现。
三是子网的数量不是越多越好。虽然从理论上来说，为各个部门划分一个子网，可以提高网
络的安全性与网络性能
子网划分 篇5
1 功能需求
(1) 能显示IP地址、子网掩码的十进制点分式和32位二进制序列。
(2) 能根据不同主机数进行子网划分。
(3) 免安装, 能单机、离线使用。
(4) 能跨平台使用。
2 基本算法
使用VLSM方法划分IP地址子网, 可能会存在两个IP地址块和重叠的问题, 但只要, 则两个IP地址块不重叠, 因此根据这一判断方法可以设计如下基本的网络地址划分算法:
(1) 分别计算n个主机数不等的地址bn块所需要的最小连续地址块, 记为Bn。
(2) 计算所需的主机数的个数 (即) , 与所提供的地址块的主机数比较, 如果大, 则返回“地址块不足”的错误信息, 如果小, 则继续往下执行。
(3) 分别对进行由大到小的顺序排序, 排序后的序列记为Bn。
(4) 从提供的地址块的第一个地址开始, 按照Bn的个数顺序往下划分网络地址块, 直到完成分配为止。
3 开发语言的选择
开发语言选择HTML和JavaScript。
(1) 界面使用HTML编写。与使用其他编程语言编写界面相比, HTML显得更简单、快捷, 而且使用者普遍接受网页这种界面形式, 从而平滑使用曲线。
(2) 计算过程使用JavaScript实现。JavaScript是一种强大的解释型语言, 有着丰富的字符处理能力, 可以进行快速开发, 而且, 把JavaScript嵌入到HTML文件, 使得整个程序只有一个文件, 只要把文件复制到任何一台机器, 通过浏览器就可以运行, 而且还可以发布到网站上, 部署和分发都很方便。
4 具体实现
由于JavaScript没有现成的IP地址操作库函数, 因此本程序将通过字符串处理来实现基本的IP地址操作库;然后在该库函数的基础上实现IP地址划分算法;选择JavaScript和HTML作为开发语言同样可以满足免安装, 跨平台和离线使用。具体实现过程将由3部分组成:基本函数库、IP地址基本操作方法、子网划分。
4.1 基本函数库
下面函数的主要作用是仿jQuery的方式, 定义通过id获取网页组件的方法。
下面函数的主要作用是把字符串填充到8位, 如果不够8位, 则前面添'0', 如果超过8位, 则直接返回原字符串。IP地址是十进制数字和二进制字符串两种形式, 当十进制表示的IP地址转换为二进制字符串时需要用到该函数:
下面函数实现字符的“与”运算, 即‘1’and‘1’时结果为‘1’, 其余情形为‘0’:
下面函数主用作用是把十进制点分式的IP地址转换为32位二进制字符串, 首先调用字符串的split函数, 把IP地址十进制字符串用"."切割, 然后调用每一个切割位用填充函数stringPad填充至8位, 这样就形成了32位的二进制字符串:
下面函数主要作用是把32位二进制字符串转换为十进制点分式的IP地址, 首先把32位二进制字符串按每8位进行等长切割, 然后把每8位二进制转换为对应的十进制即可:
下面函数主要是计算数字n的log2值, 并返回大于log2值的最小整数, 在IP地址划分中求解需要多少位子网掩码时使用:
4.2 IP地址基本操作方法
下面函数主要是进行网络号的计算, 在计算机网络中, 网络号是IP地址和网络掩码进行“与”运算的结果:
下面函数也是进行网络号的计算, 但与上述函数calNetmask不同的是, 本函数的子网掩码是用子网掩码的位数来表示, 而calNetmask函数的子网掩码是用十进制点分式来表示的:
下面函数主要是通过子网掩码的位数计算十进制点分式的子网掩码, 由于共有有限组不用的子网掩码, 因此直接用数组记录子网掩码的十进制点分式, 然后通过查找方式来返回结果, 省却计算过程, 有利于提高程序的计算速度:
下面函数主要通过子网掩码的位数计算32位二进制的子网掩码, 只需要把32位字符串的需要位数改成“1”即可:
下面函数主要是计算广播号, 根据计算机网络知识可知, 只需要把网络号的后面几位“0”改成“1”即可, 因此本函数的实现就是根据这个原理:
下面函数主要是通过网络号和子网掩码 (用位数表示) 来计算下一个网络号, 由计算机网络知识可知, 本网络广播地址的后续地址即是下一个网络的网络号, 根据这一原理, 可先计算本网络的网络号, 然后通过网络号计算出本网络的广播地址, 接着再计算下一个网络号:
4.3 子网划分
为方便结果的显示, 定义IP地址划分的类, 其中name属性表示网络段名称, 是个字符;request_hosts属性表示用户需要的IP数量, 是个数字;assigned_hosts属性表示分配的IP数量, 是个数字;assigned_net属性表示分配的网络号, 是个32位的二进制字符串;assigned_vlsm属性表示分配的掩码位数, 是个介于1-32的数字;toString方法表示格式化输出:
下面函数主要是根据给定网络段 (由ips和vlsm_num决定) , 和用户需要的IP数 (host_nums) , 来划分网络IP地址, 划分表在all_nets, 如果能够划分成功, 则返回1, 否则返回0。首先计算满足用户要求的最少IP地址数, 如果给定网段的IP地址数可满足可往下计算, 否则返回0表示无法满足用户要求, 接着按照需要的主机数从多到少来排序, 通过计算网络号和下一个网络号来确定IP地址划分, 把划分结果记录在all_nets数组中, 返回“1”宣告划分完毕。该函数是整个IP地址划分的核心函数, 它实现第二节的“基础算法”:
该函数根据用户界面输入的主机数, 划分不同的网络地址。首先读取界面输入的主机数, 调用核心函数divideIPByHosts来计算子网划分, 最后把划分结果all_nets显示在界面上:
5 验证
给定IP地址段:20.0.0.0/23, 需要划分3个网段, 需求IP地址数量分别为:A网络54个, B网络130个, C网络54个。在浏览器 (IE9.0、Firefox11.0、Chrom17.0中测试) 中运行程序, 划分结果如图1:A网络地址段:20.0.1.128/26, B网络地址段:20.0.0.0/24, C网络地址段:20.0.1.0/25, 可以验证这些划分是可行的。
摘要：IP地址子网划分是网络管理员不可或缺的工作。为了实现快速、准确地进行子网划分, 在子网划分算法的基础上, 使用JavaScript开发子网划分程序, 并用实例验证该程序的正确性。
关键词：JavaScript,IP地址,子网划分
参考文献
[1]吴丹, 吴峥.基于IPv4的IP子网划分及实现.现代计算机.2012, 397.
基于VLSM的子网划分及实现 篇6
随着互联网技术和数字通信技术的飞速发展, 使用网络的用户越来越多, 网络的拓扑结构也越来越复杂。在实际的网络设计中, 合理使用和分配IP地址, 设计一种合适的网络划分方案会对整个网络的性能起到至关重要的作用。因此, 本文将采用变长子网掩码技术, 对一个基于A类地址的网络进行划分, 并通过相关协议配置和网络模拟, 得到一个合理的划分方案。整个网络系统设计采用CISCO公司的路由器和交换机作为网络的主设备, 共有6台路由器, 6台交换机, 14台PC机, 整个网络主要采用PPP协议和EIGRP协议配置路由器。
2可变长子网掩码规划
1.1网络规划拓扑图
本文用模拟软件Packet Tracer 5.3测试的实际的网络拓扑图如图1所示, 其中网络的拓扑结构采用网状结构, 中间增加的线路是考虑到最短路径的选择, 各路由器直接与相应的交换机连接。
1.2 子网规划的具体实现
本文采用一个A类地址10.0.0.0段地址作为网络地址分配, 整个网络被划分为13个子网;
子网的类型大致分为两种:
第一种:PC机组成的子网。这类网络可用来进行扩展, 实现子网内部多台PC机运行。因此, 考虑为此类子网分配数目较多的主机位。在本实验中, 使用6个路由器, 每个路由器连接的主机个数分别是1000台, 500台, 250台, 120台, 50台和9台。
第二种:路由器之间组成的子网。这类子网所需的IP地址较少, 可为其分配较少的主机位。
1.2.1配置PC机组成的子网
1.2.2配置路由器之间组成的子网
通过以上子网划分, 最终完成了A类IP地址的分配, 同时还保留了214-2个子网、子网20-4和子网22-8备用。
3相关协议配置
3.1 PPP协议的配置
PPP协议是一种提供同步和异步电路上的路由器到路由器, 主机到网络进行连接的数据链路层协议。它能支持IP地址的动态分配和管理、网络层协议的复用、链路的配置等, 是目前广域网上应用最广泛的协议之一。
PPP提供了建立、配置、维护和终止点对点的连接方法。PPP经过4个阶段在一条点到点的链路建立通信连接。这四个阶段为:1、链路的建立和配置协商;2.链路质量控制;3.网络层协议的配置协商;4、链路终止。
基于PPP协议的本身的特点, 本次实验采用PPP协议作为广域网协议, 以路由器Router1的s0/0串口为例, 如下所示, 其余5台配置方法与Router1相同。
3.2 EIGRP协议的配置
EIGRP协议是一种距离矢量型的内部网关路由协议, 它的运行机制相对简单, 占用路由器、网络资源少, 收敛速度快, 路由无环。EIGRP协议的特点包括快速收敛、减少带宽占用、支持多种网络层协议、无缝连接数据链路层协议和拓扑结构。
基于EIGRP的特性, 在每台路由器上配置EIGRP协议, 以Router1为例, 输入以下命令:
4 测试网络
测试网络时可以在路由器特权模式下使用ping命令、show ip route命令等;或用Packet Tracer 5.3模拟软件自带的网络通信动画发信测试。如pc机中使用ping命令的测试结果:
下面我们在PC1上使用ping命令来对PC1和PC11之间的网络通信做测试, 点击PC1里的Desktop, 进入Command prompt输入ping命令即可, 结果如图2所示:
5 结束语
VLSM技术在网络IP地址划分中起着十分重要的作用, 尤其是在大型网络设计中使用VLSM等高级IP编址技术, 可以有效减少IP地址的浪费, 减小路由选择表, 提高网络性能。本文通过采用VLSM技术来实现对子网划分, 可以有效地节省地址空间, 灵活, 合理, 是网络划分的重要成果。
参考文献
[1]李键, 等.网络互连技术教程[M].北京:人民邮电出版社, 2002.
基于IP地址的子网划分算法研究 篇7
在子网划分中往往涉及到网络地址的计算,该文所提出的子网划分算法解决了相应的计算问题。该算法针对IP地址进行子网划分,对于面向从事网络设计、网络管理和网络维护的用户,能够有效的提高网络工程师的工作效率。
1 TCP/IP子网地址分配概述
1.1 TCP/IP寻址基础
IP地址是用于TCP/IP协议中网际层对应于OSI参考模型第三层(网络层)寻址(又称逻辑地址)。该文主要研究IPv4寻址。
IPv4地址长度是32bit,为了便于地址读写,将其分成4个字节(称为8位位组),每个字节之间用句点隔开。将这4组二进制表示称十进制,这种表示格式称为点分十进制,如:32bit全1的IP地址表示为:255.255.255.255。
IP地址有两个组建:网络号和主机号。网络号对应于网络组件,定义了设备位于网络中的哪个网段;主机组件定义特定网段上的具体设备。每个网络都又两个保留地址:一个作为网络号,另一个作为定向广播地址(网络中最后一个地址)。
通过网络号将又IP地址分为A、B、C、D、E四类:A类地址前8位为网络地址,后24位为主机地址,B类地址16位为网络地址,后16位为主机地址,C类地址前24位为网络地址,后8位为主机地址。网络地址范围如下所示:
1.2 子网划分原理
由于A类和B类网络中拥有大量的主机地址:在一个A类网络中最大主机地址数量为224-2,在一个B类网络中最大主机地址数量为216-2。
然而,在实际应用中一个网段一般为200至500台网络设备,所以在此情况下使用这两类地址就会造成严重的地址浪费,从而需要将所剩余的地址利用划分出其他较小的网络,这些较小的网络通常称为子网。子网的引入就是为了充分的利用网络地址,并且可以高效的使用每类网络的寻址。
1.3 子网掩码
在子网划分时,最初RFC950定义了子网掩码。与IP地址类似,子网掩码也长度为32bit。其功能是标志所划分的子网数量和每个子网网段所包含的主机地址数量,同时区分了在一个子网中的网络地址、主机地址、定向广播地址。
在二进制中,子网掩码比特位中的1表示网络组件,0表示主机组件,所有的网络组件1都是连续的,并且所有的主机组件0也是连续的。
在引入子网掩码后,一个IP地址有三个部分组成:网络组件、主机组件、子网掩码。通常用点分十进制和建网比特数两种方法来表示子网掩码。以一个C类网络做为示范上述的两种方法如下:
点分十进制:192.168.0.1 255.255.255.0
建网比特数:192.168.0.1/24
2 子网划分算法设计
2.1 子网划分原理
该文设计的算法将子网划分分步完成。首先是划分的网络对象,也就是所给定的网段的IP地址,同时也是子网划分的起始地址;其次是网络中最大网段上确实存在或将要存在的主机数量,设为:Hnum,它决定了每个子网中所容纳主机数量的上确界;最后是网络中能拥有的最大网段数Nnum。根据用户给出的这三个条件,该算法将按照解决方案合理划分子网,并且满足用户网络需求。
2.2 子网划分算法设计
子网划分算法将分为五步完成:
第1步满足解决条件中的主机和网络需求
本步骤所要完成的工作是判断用户所给的条件是否可以给出合理的子网划分解决方案,并得出后续步骤中用到的两个重要参数:子网掩码中的主机比特数和子网比特数。为了方便起见该文将子网掩码中的子网比特数设为S;子网掩码中的主机比特数设为H;该类别(A/B/C)地址中拥有的主机比特总数设为T。
这一步计算出满足解决条件中的主机和网络需求,通过以下三个公式可以得出:
在公式(1)确定了子网比特数的下界,要满足所划分出来的子网数量要不小于用户设计的网络中的最大子网数量Nnum,而划分的子网数量为:2S,不等式两边取对数便得到了公式(1)。
公式(2)确定了主机比特数的下界,由于没划分出的一个子网中都会有两个地址作为保留地址用作子网网号和该子网的定向保留地址,所以划分的每个子网的主机数量为:2H-2,要不小于最大网段上的主机数量Hnum。同理,不等式两边取对数可得公式(2)。
每一类IP地址中最大主机比特数是一定的,如:A类为24bit、B类为16bit、C类为8bit。S是从这些最大子网比特位中所占用的比特位用于子网划分的,所以公式(3)显然成立。
第2步确定子网掩码
在确定子网掩码时,首先应该先对用户所要计算的对象网络地址判定类别,不同类别的建网比特数是不同的:A类是8个、B类是16个、C类是24个。
设子网掩码的建网比特数表示为:Z。则Z的值为网络比特数与S之和,计算公式如下:
子网掩码是由连续的1和0组成,所以只需计算出子网掩码最后一个非零8位位组的值即可,该值设为F。计算公式为:F=2S
第3步确定网络地址
本步骤目的是要根据上一步计算出的子网掩码来确定划分出的子网的网络地址。
进行子网划分后,每个子网网段都含有相同数量的地址(包括保留地址),程序已经知道了所要划分的IP地址,也就是第一个子网的网络地址,如果计算出没个子网中地址的数量(以后称增量,设为:I),便可依次推知个子网的网络地址。
计算该增量需要用到子网掩码,计算公式为:
该公式是计算某子网划分后每个子网中的地址总数的简便方法,但是没个子网网段中有效地址数为:I-2。计算每个子网的网络地址时只需对给定的地址相应的8位位组(十进制形式,设为:Pi,i表示第i个子网)进行以I递增操作:Pi+1=Pi+I;直到:Pi+I≥255;停止,则所有子网的网络地址便计算得出。
第4步确定定向广播地址
经过第3步计算出所有子网之后,只需将每个子网的网络号减1便得到了前一个子网的定向广播地址。
第5步确定主机地址
网络地址和定向广播地址之间的所有地址都是主机地址。除去网络地址和定向广播地址,没个自网的主机地址数为:
网络号加1,为第一个主机地址,依次按增量递增,直到达到所求主机地址个数。
2.3 实例检验
在这里给定一个C类网络,其网络ip地址为:192.168.1.0,设该网络中有4个网段,即Nnum=4,网络中最大网段有50主机,即Hnum=50。
运行程序,按照上述条件验证算法。首先计算出满足要求的子网掩码为:255.255.255.192。接着得到所划分出的4个网段的网络地址:
第一个网段 192.168.1.0
第二个网段 192.168.1.64
第三个网段 192.168.1.128
第四个网段 192.168.1.192
最后确定出主机组件和定向广播组件:
3 结束语
子网划分是网络工程中必不可少的工作,基于对实际网络中子网划分的分析,该文所提出了一种子网划分计算算法,本算法可用编译器编写,操作简单,实用性强,为网络工程师提供了简单易用的计算方法。
参考文献
[1]谭浩强.C语言程序设计[M].北京:清华大学出版社,2007.
[2]严蔚敏.数据结构[M].北京:清华大学出版社,2006.
[3]Richard Deal.CCNA学习指南[M].北京:人民邮电出版社,2009.
子网划分 篇8
1 IP地址与子网掩码
1.1什么是IP地址
IP地址是一个32位的二进制数,是将计算机连接到Internet的网际协议地址,它是Internet主机的一种数字型标识,一般用小数点隔开的十进制数表示,如192.168.100.1,而实际上并非如此。IP地址由网络标识(netid)和主机标识(hostid)两部分组成,网络标识用来区分IInntteerrnneett上互联的各个网络,主机标识用来区分同一网络上的不同计算机即主机。
1.2什么是子网掩码
子网掩码(subnet mask)它是一种用来标明一个IP地址的哪些位标识的是网络位以及哪些位标识是主机位的掩码。子网掩码不能单独存在,它必须结合IP地址一起使用。子网掩码只有一个作用,就是将某个IP地址划分成网络地址和主机地址两部分。子网掩码的设定必须遵循一定的规则,与IP地址相同,子网掩码的长度也是32位,左边是网络位,用二进制数字“1”表示;右边是主机位,用二进制数字“0”表示如图所示:
IP地址在设计时分割成网络号和主机号两部分,以便于IP地址的寻址操作。IP地址的网络号和主机号各是多少位呢?如果不指定,就不知道哪些位是网络号、哪些是主机号,这就需要通过子网掩码来实现。
2子网划分与可变长子网掩码
2.1 IP地址为什么要进行子网划分
子子网网划划分分就就是是把把单单一一的的IIPP网网络络划划分分为为几几个个物物理理网网络络。。划划分分子子网网可可以以提提高高IIPP地地址址的的利利用用率率,,同同时时与与VVLLAANN搭搭配配来来使使用用,,提提高高网网络络的的安安全全性性,,易易于于管管理理网网络络等等。。
2.2子网划分的办法
假设我们学校某教研部有四个机房每个机房计算机的数量在50台左右,设计校园网时网络中心管理人员给出的地址是192.168.100.0/24即子网掩码是255.255.255.0,要求根据情况自己规划和分配IP地址。为了方便网络管理,需要将给出的网络地址划分为若干个网段。为此,必须打破传统的8位界限,从主机地址空间中“抢来”几位即延长网络位作为网络地址,实现可变长子网掩码。具体说来,建立可变长子网掩码划分子网需要以下步骤:
1) 确定运行IP的网段数
192.168.100.0/24地址分配到四个机房需要划分4个子网,所以确定子网数应该是4,那么就需要从主机位进行借位作为网络位如下表所示:
网络位1可以填二进制0或1,网络位2可以填二进制0或1,这样就出现00,01,10,11四种组合,即四个子网。根据如上分析可以得出公式:子网数量=2n(n是借的网络位数)例如借2位可以形成四个子网,3位可以形成8个子网。
2) 确定子网及掩码
根据借位的二进制0或1组合情况形成子网,这里以01情况为例如下表所示:
划分的子网是:192.168.100.64子网掩码是:255.255.255.192
3) 确定子网的主机地址
在子网中确定主机地址通常是在子网中排除掉网络地址和广播地址,剩余的即是可供主机使用的地址,网络地址即网络部分二进制数不变,主机部分二进制全用0来表示。广播地址即网络部分二进制数不变,主机部分二进制全用1来表示。所以得出子网192.168.100.64子网掩码255.255.255.192的网络地址是192.168.100.64广播地址是192.168.100.127,所以此子网可使用的IP地址是:192.168.100.65~192.168.100.126子网掩码是255.255.255.192
4) 所有情况的子网及掩码
这样划分的每个子网可供使用的主机数量是62个,能满足机房机器数量,同时还留有几个备用地址。