网络基础知识--子网划分
?一：網(wǎng)絡設備及其架構介紹
計算機網(wǎng)絡發(fā)展過程
計算機與通信的融合過程就是計算機網(wǎng)絡的發(fā)展過程，利用通信線路把位于不同的點上的多個計算機系統(tǒng)相互連接起來便形成了計算機網(wǎng)絡，在網(wǎng)絡中，通過功能完善的網(wǎng)絡軟件的管理，可以共享某些軟件，硬件和數(shù)據(jù)資源。
計算機網(wǎng)絡是計算機技術與通訊技術緊密結合的產(chǎn)物，計算機網(wǎng)絡的發(fā)展過程經(jīng)歷了三個階段：具有通信功能的單機系統(tǒng)，具有通信功能的多機系統(tǒng)和計算機網(wǎng)絡。
面向終端分布的計算機系統(tǒng)
計算機--終端系統(tǒng)是把多臺遠程終端設備，通過公用電話網(wǎng)鏈接到一臺中央計算機所構成的面向終端分布的計算機系統(tǒng)，就解決遠程信息收集，計算和處理。計算機--終端系統(tǒng)提供了計算機通信的許多基本技術，而這種系統(tǒng)本身也成為以后發(fā)展的計算機網(wǎng)絡組成部分。因此，這種終端聯(lián)機系統(tǒng)也稱為面向終端分布的計算機通信網(wǎng)，也有人稱他為第一代的計算機網(wǎng)絡。
分組交換數(shù)據(jù)網(wǎng)
由于計算機的數(shù)據(jù)是突發(fā)式和間歇性的出現(xiàn)在傳輸線路上，因此傳統(tǒng)的電路交換技術不適合計算機數(shù)據(jù)的傳輸。在整個占線期間，真正傳送數(shù)據(jù)的時間往往不到10%甚至只有1%，所以他對線路的利用率很低，不過他的優(yōu)點是實時性比較好。
局域網(wǎng)（LAN）的發(fā)展
局域網(wǎng)有三種基本的拓撲結構，分別是總線型，環(huán)形和星型。市場提供的三種實用的傳輸介質(zhì)是雙絞線，同銖電纜和光纖，無線傳輸介質(zhì)的無限LAN也正在受到重視。
二，ip地址的定義和分類
2.1定義
ip地址是唯一標識網(wǎng)絡上的計算機，ip是由一個32位的0,1字符串組成。網(wǎng)絡中的每個路由或者主機都會擁有一個獨一無二的ip地址。用于區(qū)分用戶。
根據(jù)tcp／ip協(xié)議，連接在internet上的每個設備都必須有一個ip地址，他是一個32位二進制數(shù)，也可以用點分十進制表示，每八位一組，用一個十進制表示即0～255，每組用"."分隔開，例如172.16.45.10
ip地址表示
?
2.2 ip分類
32比特的ip地址被分為兩個部分：
????????? ————網(wǎng)絡號（NetWork ID ， NID）
???????? ————主機號（Host ID，HID）
IPv4定義了5類ip地址，分別為A，B，C，D，E類地址。
A類地址前1段網(wǎng)絡號，后3段主機號，并且第一位必須為0：
| 0 | XXX XXXX | XXXX XXXX XXXX XXXX XXXX XXXX |
| 第一位域最小值-> | 0 000 0001 (1) | 全0不取 |
| 第一位域最大值-> | 0 111 1110 (126) | 全1不取 |
B類地址：
B類地址前2段網(wǎng)絡號，后2段主機號，
| 10 | XX XXXX XXXX XXXX | XXXX XXXX XXXX XXXX |
| 第一位域最小值-> | 10 00 0000 (128) | ? |
| 第一位域最大值-> | 10 11 1111 (191) | ? |
C類地址：
C類地址前3段網(wǎng)絡號，后1段主機號，
| 110 | X XXXX XXXX XXXX XXXX XXXX | XXXX XXXX |
| 第一位域最小值-> | 110 0 0000 (192) | ? |
| 第一位域最大值-> | 110 1 1111 (223) | ? |
D類地址：
D類地址主要作為組播地址存在。
| 1110 | XXXX XXXX XXXX XXXX XXXX XXXX XXXX | ? |
| 第一位域最小值-> | 1110 0000 (224) | ? |
| 第一位域最大值-> | 1110 1111 (239) | ? |
- E類地址：
E類地址主要用于實驗： - 1111 0
- XXX XXXX XXXX XXXX XXXX XXXX XXXX
- 第一位域最小值->
- 1111 0 000 (240)
- 第一位域最大值->
- 1111 0 111 (247)
標志位網(wǎng)絡位? ? ? - E類地址：
將ip地址中的網(wǎng)絡位和主機位固定下來后，ip地址被分成了不同的積累：A類，B類，C類，D類，E類
2.3特殊ip地址
2.4子網(wǎng)掩碼
RFC 950定義了子網(wǎng)掩碼的使用，子網(wǎng)掩碼是一個32位的2進制數(shù)，其對應網(wǎng)絡地址的所有位置都為1，對應于主機地址的所有位置都為0。 由此可知，A類網(wǎng)絡的默認子網(wǎng)掩碼是255.0.0.0，B類網(wǎng)絡的默認子網(wǎng)掩碼是255.255.0.0，C類網(wǎng)絡的默認子網(wǎng)掩碼是255.255.255.0。將子網(wǎng)掩碼和IP地址按位進行邏輯“與”運算，得到IP地址的網(wǎng)絡地址，剩下的部分就是主機地址，從而區(qū)分出任意IP地址中的網(wǎng)絡地址和主機地址。 子網(wǎng)掩碼常用點分十進制表示，我們還可以用CIDR的網(wǎng)絡前綴法表示掩碼，即“/<網(wǎng)絡地址位數(shù)>；”。如138.96.0.0/16表示B類網(wǎng)絡138.96.0.0的子網(wǎng)掩碼為255.255.0.0。2.5 ip地址申請
https://www.processon.com/mindmap/57fdad47e4b08d4fe9b3d7e2
2.6? IP判斷
子網(wǎng)掩碼告知路由器，IP地址的前多少位是網(wǎng)絡地址，后多少位（剩余位）是主機地址，使路由器正確判斷任意IP地址是否是本網(wǎng)段的，從而正確地進行路由。 例如，有兩臺主機，主機一的IP地址為222.21.160.6，子網(wǎng)掩碼為255.255.255.192，主機二的IP地址為222.21.160.73，子網(wǎng)掩碼為255.255.255.192。現(xiàn)在主機一要給主機二發(fā)送數(shù)據(jù)，先要判斷兩個主機是否在同一網(wǎng)段。 主機一 222.21.160.6即：11011110.00010101.10100000.00000110 255.255.255.192即：11111111.11111111.11111111.11000000 按位邏輯與運算結果為：11011110.00010101.10100000.00000000 十進制形式為（網(wǎng)絡地址）：222.21.160.0 主機二 222.21.160.73 即：11011110.00010101.10100000.01001001 255.255.255.192即：11111111.11111111.11111111.11000000 按位邏輯與運算結果為：11011110.00010101.10100000.01000000 十進制形式為（網(wǎng)絡地址）：222.21.160.64 C類地址判斷前三位是否相同，即可確定2個IP地址是否在同一網(wǎng)段內(nèi)，但本例中的222.21.160.6與222.21.160.73不在同一網(wǎng)段，因為這兩個C類IP地址已經(jīng)做了子網(wǎng)劃分就不能只判斷前三位是否相同就確認這兩個IP是否在同一網(wǎng)段。其中222.21.160.6在222.21.160.1-222.21.160.62 段，222.21.160.73在222.21.160.65-222.21.160.126 段，所以不在同一網(wǎng)段[2]? ，如果要通信需要通過路由器轉發(fā)。?
三，子網(wǎng)劃分
3.1子網(wǎng)劃分概念
??????????? 子網(wǎng)劃分定義：Internet組織機構定義了五種IP地址，有A、B、C三類地址。A類網(wǎng)絡有126個，每個A類網(wǎng)絡可能有16777214臺主機，它們處于同一廣播域。而在同一廣播域中有這么多節(jié)點是不可能的，網(wǎng)絡會因為廣播通信而飽和，結果造成16777214個地址大部分沒有分配出去。可以把基于每類的IP網(wǎng)絡進一步分成更小的網(wǎng)絡，每個子網(wǎng)由路由器界定并分配一個新的子網(wǎng)網(wǎng)絡地址,子網(wǎng)地址是借用基于每類的網(wǎng)絡地址的主機部分創(chuàng)建的。劃分子網(wǎng)后，通過使用掩碼，把子網(wǎng)隱藏起來，使得從外部看網(wǎng)絡沒有變化，這就是子網(wǎng)掩碼。
????????? 當我們對一個網(wǎng)絡進行子網(wǎng)劃分時，基本上就是將它分成小的網(wǎng)絡。比如，當一組IP地址指定給一個公司時，公司可能將該網(wǎng)絡“分割成”小的網(wǎng)絡，每個部門一個。這樣，技術部門和管理部門都可以有屬于它們的小網(wǎng)絡。通過劃分子網(wǎng)，我們可以按照我們的需要將網(wǎng)絡分割成小網(wǎng)絡。這樣也有助于降低流量和隱藏網(wǎng)絡的復雜性。
????????? 子網(wǎng)劃分是通過借用ip地址的若干位主機位來充當子網(wǎng)地址的從而將原來的網(wǎng)絡分為若干個彼此隔離的子網(wǎng)實現(xiàn)的
注意：
- arp協(xié)議通過ip地址獲取目標主機的mac地址這一過程使用的是廣播的方式，這個廣播地址就是通過子網(wǎng)地址于子網(wǎng)掩碼計算而來的，只有計算出的這一子網(wǎng)內(nèi)的主機才能收到這個arp廣播包
- 子網(wǎng)劃分與vlan都可以做到隔離廣播域，只是子網(wǎng)劃分是三層隔離，二vlan是二層
3.2 C類子網(wǎng)劃分
子網(wǎng)劃分是通過借用IP地址的若干位主機位來充當子網(wǎng)地址從而將原網(wǎng)絡劃分為若干子網(wǎng)而實現(xiàn)的。 劃分子網(wǎng)時，隨著子網(wǎng)地址借用主機位數(shù)的增多，子網(wǎng)的數(shù)目隨之增加，而每個子網(wǎng)中的可用主機數(shù)逐漸減少。以C類網(wǎng)絡為例，原有8位主機位，2的8次方即256個主機地址，默認子網(wǎng)掩碼255.255.255.0。借用1位主機位，產(chǎn)生2個子網(wǎng)，每個子網(wǎng)有126個主機地址；借用2位主機位，產(chǎn)生4個子網(wǎng)，每個子網(wǎng)有62個主機地址……每個網(wǎng)中，第一個IP地址（即主機部分全部為0的IP）和最后一個IP（即主機部分全部為1的IP）不能分配給主機使用，所以每個子網(wǎng)的可用IP地址數(shù)為總IP地址數(shù)量減2；根據(jù)子網(wǎng)ID借用的主機位數(shù)，我們可以計算出劃分的子網(wǎng)數(shù)、掩碼、每個子網(wǎng)主機數(shù)，列表如下： ① 劃分子網(wǎng)數(shù) ② 子網(wǎng)位數(shù) ③子網(wǎng)掩碼（二進制） ④ 子網(wǎng)掩碼（十進制） ⑤ 每個子網(wǎng)主機數(shù) ① 1～2 ② 1 ③ 11111111.11111111.11111111.10000000 ④ 255.255.255.128 ⑤ 126 ① 3～4 ② 2 ③ 11111111.11111111.11111111.11000000 ④ 255.255.255.192 ⑤ 62 ① 5～8 ② 3 ③ 11111111.11111111.11111111.11100000 ④ 255.255.255.224 ⑤ 30 ① 9～16 ② 4 ③ 11111111.11111111.11111111.11110000 ④ 255.255.255.240 ⑤ 14 ① 17～32 ② 5 ③ 11111111.11111111.11111111.11111000 ④ 255.255.255.248 ⑤ 6 ① 33～64 ② 6 ③ 11111111.11111111.11111111.11111100 ④ 255.255.255.252 ⑤ 2 如上表所示的C類網(wǎng)絡中，若子網(wǎng)占用7位主機位時，主機位只剩一位，無論設為0還是1，都意味著主機位是全0或全1。由于主機位全0表示本網(wǎng)絡，全1留作廣播地址，這時子網(wǎng)實際沒有可用主機地址，所以主機位至少應保留2位。3.3子網(wǎng)劃分步驟
- 確定要劃分的子網(wǎng)數(shù)以及每個子網(wǎng)的主機數(shù)
- 求出子網(wǎng)數(shù)目對應的二進制的位數(shù)N及主機數(shù)目對應的二進制數(shù)的位數(shù)M
- 對該ip地址的原子網(wǎng)掩碼，將其主機地址部分的前N位置1(其余全部置0)或后M位置0(其余全置1)即得出該ip地址劃分子網(wǎng)后的子網(wǎng)掩碼
3.4子網(wǎng)劃分案例
案例一
給C類網(wǎng)絡211.168.10.0劃分5個子網(wǎng)
2**2-2<5<2**3-2所以需要3位網(wǎng)絡號，主機號為8-3=5
子網(wǎng)掩碼為255.255.255.224
每個子網(wǎng)可容納2**5-2=30臺主機
案例二
???? 對B類網(wǎng)絡135.41.0.0/16需要劃分為20個能容納200臺主機的網(wǎng)絡（即：子網(wǎng)）。因為16<20<32，即：2的4次方<20<2的5次方，所以，子網(wǎng)位只須占用5位主機位就可劃分成32個子網(wǎng)，可以滿足劃分成20個子網(wǎng)的要求。B類網(wǎng)絡的默認子網(wǎng)掩碼是255.255.0.0，轉換為二進制為11111111.11111111.00000000.00000000。現(xiàn)在子網(wǎng)又占用了5位主機位，根據(jù)子網(wǎng)掩碼的定義，劃分子網(wǎng)后的子網(wǎng)掩碼應該為11111111.11111111.11111000.00000000，轉換為十進制應該為255.255.248.0。現(xiàn)在我們再來看一看每個子網(wǎng)的主機數(shù)。子網(wǎng)中可用主機位還有11位，2的11次方=2048，去掉主機位全0和全1的情況，還有2046個主機ID可以分配，而子網(wǎng)能容納200臺主機就能滿足需求，按照上述方式劃分子網(wǎng)，每個子網(wǎng)能容納的主機數(shù)目遠大于需求的主機數(shù)目，造成了IP地址資源的浪費。為了更有效地利用資源，我們也可以根據(jù)子網(wǎng)所需主機數(shù)來劃分子網(wǎng)。還以上例來說，128<200<256，即2^7<200<2^8，也就是說，在B類網(wǎng)絡的16位主機位中，保留8位主機位，其它的16－8=8位當成子網(wǎng)位，可以將B類網(wǎng)絡135. 41.0.0劃分成256（2^8）個能容納256－1－1=254臺（去掉全0全1情況）主機的子網(wǎng)。此時的子網(wǎng)掩碼為11111111.11111111.11111111.00000000，轉換為十進制為255.255.255.0。
?
3.5劃分子網(wǎng)注意事項
3.6為什么要子網(wǎng)劃分
Internet組織機構定義了五種IP地址，用于主機的有A、B、C三類地址。其中A類網(wǎng)絡有126個，每個A類網(wǎng)絡可能有16，777，214臺主機，它們處于同一廣播域。而在同一廣播域中有這么多結點是不可能的，網(wǎng)絡會因為廣播通信而飽和，結果造成16，777，214個地址大部分沒有分配出去，形成了浪費。而另一方面，隨著互連網(wǎng)應用的不斷擴大，IP地址資源越來越少。為了實現(xiàn)更小的廣播域并更好地利用主機地址中的每一位，可以把基于類的IP網(wǎng)絡進一步分成更小的網(wǎng)絡，每個子網(wǎng)由路由器界定并分配一個新的子網(wǎng)網(wǎng)絡地址,子網(wǎng)地址是借用基于類的網(wǎng)絡地址的主機部分創(chuàng)建的。劃分子網(wǎng)后，通過使用掩碼，把子網(wǎng)隱藏起來，使得從外部看網(wǎng)絡沒有變化，這就是子網(wǎng)掩碼。
很簡單的說 ? 就是，一個公司不可能使用254個公網(wǎng)地址，A公司想用6個地址，B公司也想用6個地址，如果把這兩個公司的地址都放在一個大網(wǎng)段里面，這兩個公司的地址就能夠直接互通
3.7子網(wǎng)劃分優(yōu)點
- 減少網(wǎng)絡流量
- 提高網(wǎng)絡性能
- 簡化管理
- 易于擴大地理范圍?
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參考內(nèi)容：百度百科，http://www.cnblogs.com/linhaifeng/articles/5951486.html
寫在這里的目的是鞏固老師上課的內(nèi)容，為了自己方便復習。
轉載于:https://www.cnblogs.com/wj-1314/p/8302473.html
總結
以上是生活随笔為你收集整理的网络基础知识--子网划分的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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