初学者掌握IP子网划分

上一节讲了IP地址的范围、分类、主机位的可用IP的计算这章也不是特别的重点这章要学习的是子网的划分。

学会子网的划分对以后自行规划设计网络其实好处还是很大的在实际中企业内网应用的也比较常见应用频次高范围不是太多一般都是接口/服务器区/防火墙接口等用的比较多对于路由层面的路由汇总也用。初学者一般学完会有一些疑问都规定了ABC三类地址是内部地址直接使用其中的地址段就可以了为什么还需要进行子网划分。

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子网划分的原因

IP地址分类可以用于主机的有ABC三类C类地址的一个网段能容纳的主机是254个如某公司网络有300台主机分配一个C类地址是不够的分类一个B类地址65534又太浪费了为了更好的利用资源避免IP地址造成浪费。可以把IP地址进一步划分为更小的网络即子网划分为了创建子网需要将掩码中的主机位划分到网络位来使用这种做法通常叫借位或者租位。

经过子网划分后IP地址的子网掩码则不是规定的标准掩码不是规定的255.0.0.0 /8 255.255.0.0 /16 255.255.255.0 /24 这种掩码了。
所以掩码可以分为2种标准的叫有类地址非标准的叫无类地址。
很简单有类就是标准的掩码。无类的就是经过子网划分后的掩码。

其实子网划分说白了在广域网应用非常广泛节省地址空间避免稀缺的IPv4地址滥用还能更有效的管理IP地址使地址具有层次化结构。因为公网IP地址是真正稀缺资源有限。而内部私网地址随时可以用用多大都无关紧要在一些全国性的大型国家单位使用的私网地址也是足够用的。内网的IP地址子网划分主要表现的特点是使网络具有层次化结构便于管理员进行维护。

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子网划分的原理

前面提了子网划分就是让主机位借位给网络位从而使网络位增大而主机位减少。所以子网划分是通过子网掩码的变化实现的。

子网划分就像一块大饼用刀子进行分割一张饼可以分为几份每份有多少完全取决于你怎么切。

把这例子具体到IP地址是咋切很简单。
如192.168.1.0/24网段。这是一个C类地址的网段可容纳的IP是0-255=256可分配的主机IP1-254=254

我们先把地址转换成2进制来看。在结合128/64/32/16/8/4/2/1看看。

192.168.1.0 255.255.255.0
11000000.10101000.00000001.00000000 = 192.168.1.0
11111111.11111111.11111111.00000000 = 255.255.255.0
这个掩码代表了如上的网络位和主机位。

再次展开
128 64 32 16 8 4 2 1
11000000.10101000.00000001. 0 0 0 0 0 0 0 0
联想下192.168.1.0网段共256个IP256个IP相当于一张饼我们切一刀分成2分每份128个IP。子网划分同理。我们将主机位借1位至网络位。

                          128 | 64  32  16  8  4  2  1

11000000.10101000.00000001. 0 | 0 0 0 0 0 0 0
这个IP的主机位剩下7位了。我们在换算下有多少个可用IP。
11000000.10101000.00000001. 0 | 0000000 = 0 192.168.1.0
11000000.10101000.00000001. 0 | 0000001 = 1 192.168.1.1
11000000.10101000.00000001. 0 | 0000010 = 2 192.168.1.2
…
11000000.10101000.00000001. 0 | 1111111 = 127 192.168.1.127
在这里就结束了。1111111=64+32+16+8+4+2+1=127+0=128个IP地址。

意思这张IP地址大饼借了1位切了1刀被分为2张小饼均分。由此192.168.1.0/24这个C类的IP经过借位分割成2个小的子网。

第一个子网192.168.1.0-192.168.1.127/25。
因为C类地址标准掩码是24借了1位掩码变成了25
写法255.255.255.128
包含的IP是0-127共128个地址可分配给主机的地址1-1260代表网络地址127代表广播地址。

那么另一段

                          128 | 64  32  16  8  4  2  1

11000000.10101000.00000001. 1 | 0000000 = 128 192.168.1.128
11000000.10101000.00000001. 1 | 0000001 = 129 192.168.1.129
11000000.10101000.00000001. 1 | 0000010=128+2=130 192.168.1.130
11000000.10101000.00000001. 1 | 0000011=131 192.168.1.131
…
11000000.10101000.00000001. 1 | 1111111=255 192.168.1.255

第二个子网192.168.1.128-192.168.1.255/25
包含的IP范围128-255128为网络地址255为广播地址主机可用IP 129-254。

我们在借3位看看在结合128/64/32/16/8/4/2/1看看。
192.168.100.0 255.255.255.0
11000000.10101000.01100100.00000000 = 192.168.100.0
128 64 32 | 16 8 4 2 1
11000000.10101000.01100100.0 0 0 | 0 0 0 0 0
借三位掩码当然就是/24+3=/27的表示255.255.255.224128+64+32

                     128  64  32 | 16  8  4  2  1

11000000.10101000.01100100.0 0 0 | 0 0 0 0 0 =0
11000000.10101000.01100100.0 0 0 | 0 0 0 0 1 =1
11000000.10101000.01100100.0 0 0 | 0 0 0 1 0 =2
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11000000.10101000.01100100.0 0 0 | 1 1 1 1 1 =31

第一个网段就出来了借了3位可用IP范围0-31共32个主机可分配IP 1-300为网络ID31为广播IP。

第二段也就很简单的出来了。.

                      128  64  32 | 16  8  4  2  1

11000000.10101000.01100100.0 0 1 | 0 0 0 0 0 =32
11000000.10101000.01100100.0 0 1 | 0 0 0 0 1 =33
11000000.10101000.01100100.0 0 1 | 0 0 0 1 0 =34
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11000000.10101000.01100100.0 0 1 | 1 1 1 1 1 =63

第二个段32-63 可用给主机的 33-62。

第三段

                      128  64  32 | 16  8  4  2  1

11000000.10101000.01100100.0 1 0 | 0 0 0 0 0 =64
11000000.10101000.01100100.0 1 0 | 0 0 0 0 1 =65
11000000.10101000.01100100.0 1 0 | 0 0 0 1 0 =66
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11000000.10101000.01100100.0 1 0 | 1 1 1 1 1 =95

64-95 可用主机IP 65-94

第四段

                      128  64  32 | 16  8  4  2  1

11000000.10101000.01100100.0 1 1 | 0 0 0 0 0 =96
11000000.10101000.01100100.0 1 1 | 0 0 0 0 1 =97
11000000.10101000.01100100.0 1 1 | 0 0 0 1 0 =98
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11000000.10101000.01100100.0 1 1 | 1 1 1 1 1 =127

96-127 可用主机 97-126

第五段

                      128  64  32 | 16  8  4  2  1

11000000.10101000.01100100.1 0 0 | 0 0 0 0 0 =128
11000000.10101000.01100100.1 0 0 | 0 0 0 0 1 =129
11000000.10101000.01100100.1 0 0 | 0 0 0 1 0 =130
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11000000.10101000.01100100.1 0 0 | 1 1 1 1 1 =159

可用主机IP 129-158

第六段

                      128  64  32 | 16  8  4  2  1

11000000.10101000.01100100.1 0 1 | 0 0 0 0 0 =160
11000000.10101000.01100100.1 0 1 | 0 0 0 0 1 =161
11000000.10101000.01100100.1 0 1 | 0 0 0 1 0 =162
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11000000.10101000.01100100.1 0 1 | 1 1 1 1 1 =191

可用主机IP 161-190

第七段

                      128  64  32 | 16  8  4  2  1

11000000.10101000.01100100.1 1 0 | 0 0 0 0 0 =192
11000000.10101000.01100100.1 1 0 | 0 0 0 0 1 =193
11000000.10101000.01100100.1 1 0 | 0 0 0 1 0 =194
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11000000.10101000.01100100.1 1 0 | 1 1 1 1 1 =223

可用主机IP 192-222

第八段

                      128  64  32 | 16  8  4  2  1

11000000.10101000.01100100.1 1 1 | 0 0 0 0 0 =224
11000000.10101000.01100100.1 1 1 | 0 0 0 0 1 =225
11000000.10101000.01100100.1 1 1 | 0 0 0 1 0 =226
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11000000.10101000.01100100.1 1 1 | 1 1 1 1 1 =255

可用主机IP 225-254

学会了这个借位的这些逻辑换算其实很简单。而且你看懂这个还有更简便的方法 结合这个128 64 32 16 8 4 2 1

借位后的子网掩码表示
如192.168.1.0/24 借1位。 掩码255.255.255.128 /25
借2位 掩码255.255.255.192 /26
借3位 掩码255.255.255.224 /27
借4位 掩码255.255.255.240 /28
借5位 掩码255.255.255.248 /29
借6位 掩码255.255.255.252 /30
一般也就最多借到6位。
借1位有多少个子网。 2 的 1次方=2个子网
借2位有多少个子网。 2 的 2次方=4个子网
借3位有多少个子网。 2 的 3次方=8个子网
借4位有多少个子网。 2 的 4次方=16个子网
借5位有多少个子网。 2 的 5次方=32个子网
借6位有多少个子网。 2 的 6次方=64个子网

所以口算都能算。结合这个128 64 32 16 8 4 2 1

借位后的IP范围
如192.168.1.0/24
借1位子网就是256除以2=2个子网。第一个子网0-127第二个子网128-255容纳的可用主机=0~127-2128-255-2。
借2位范围就是0-63。256/64=4个子网。不停的加64就完了。
第一个0-63第二个64+64=12864-127。第三个128+64128-191。
借3位一看上面就知道每一个段32个IP。0-31。有多少个子网2的3次方也行。。256除以32也行。8个段每个段32个IP。

以此类推。很简单。

作业题

172.16.100.0/14
192.168.200.0/21
划分子网。看看能有多少个段。标出每个段的范围。

补充个人的理解判断一个IP地址是ABC三类中哪一类取决于掩码是多少位掩码而不是规定的10、172、192的定义IP。
在有一次考试中出现的题说172.16.0.0/24是C类还是B类然而我答了C类直接提示错误。
个人理解吧因为有子网掩码的借位才能真正的判断到底是否是哪一类的IP。