子网划分详解与子网划分例题解析
目錄
1 子網(wǎng)劃分的定義：
2 掩碼介紹
?? 3、子網(wǎng)劃分要解決的問題：
4 子網(wǎng)劃分步驟
5 范例1根據(jù)ip和掩碼求子網(wǎng)和網(wǎng)絡(luò)廣播地址：
6 范例2根據(jù)ip和掩碼求同網(wǎng)段地址
7 合并子網(wǎng)的例子根據(jù)ip范圍合并，并添加回程路由：
8、其他范例：
8.1求子網(wǎng)號
8.2 路由聚合
8.3 求最多主機(jī)數(shù)
8.4 求廣播地址
8.5 根據(jù)主機(jī)數(shù)求掩碼
1 子網(wǎng)劃分的定義：
????? 通過改變ip的掩碼長度來改變ip的網(wǎng)絡(luò)地址，把原來的ip地址從網(wǎng)絡(luò)位+主機(jī)位，改成網(wǎng)絡(luò)位+子網(wǎng)位+主機(jī)位。從而達(dá)到縮小主機(jī)個(gè)數(shù)或者擴(kuò)大主機(jī)個(gè)數(shù)。縮小主機(jī)位，可以避免ip資源的浪費(fèi)，減小廣播域，提高效率。擴(kuò)大主機(jī)位可以使節(jié)點(diǎn)的路由條目簡化。
?? 我們知道，ip地址用32位二進(jìn)制數(shù)字表示，為了方便記憶，每8位用十進(jìn)制數(shù)據(jù)和.來分開，如222.90.12.24。分為四段。
????? 通信組成，分為終端，交換節(jié)點(diǎn)和通信鏈路。終端和節(jié)點(diǎn)都要對出去和進(jìn)來的數(shù)據(jù)包進(jìn)行分揀操作，判斷是否落地處理和送出處理。終端和交換節(jié)點(diǎn)都需要ip地址來標(biāo)記，數(shù)據(jù)包的傳輸需要ip地址來尋址。ip地址32位，ip地址有2^32個(gè)，節(jié)點(diǎn)不可能把所有ip都一一列舉出來寫明它的出口規(guī)則。所以把ip地址分為網(wǎng)絡(luò)部分和主機(jī)部分，網(wǎng)絡(luò)部分通常用來定位交換節(jié)點(diǎn)的物理位置，交換節(jié)點(diǎn)和其下屬的設(shè)備都擁有相同的網(wǎng)絡(luò)地址，交換節(jié)點(diǎn)，能廣播尋址到其直接下掛的終端設(shè)備。所有外部到終端的包，都會(huì)被尋址轉(zhuǎn)發(fā)到其上屬的交換節(jié)點(diǎn)，同樣，終端發(fā)出的到節(jié)點(diǎn)外部的包，也要通過交換節(jié)點(diǎn)發(fā)出。這里涉及snat和dnat的技術(shù)，完成私網(wǎng)到公網(wǎng)的ip地址轉(zhuǎn)換。
????? 舉個(gè)例子，網(wǎng)絡(luò)地址就像郵局的郵政編碼，一個(gè)郵局管轄很多的服務(wù)終端客戶，具體街道小區(qū)單位名稱收件人相當(dāng)于主機(jī)地址。郵編就代表一堆終端的集合。各級節(jié)點(diǎn)看到郵編就會(huì)逐級選路，送到目的郵局，目的郵局在根據(jù)收件地址和人名投遞到客戶手里。如710014，71陜西，00西安，14代表北關(guān)郵局。
?????
?????? 掩碼就是表示ip地址32位中，網(wǎng)絡(luò)地址的位數(shù)。掩碼的作用是終端和交換節(jié)點(diǎn)的分揀數(shù)據(jù)包，作為尋址選路的依據(jù)，別的地方交換節(jié)點(diǎn)，根據(jù)掩碼和ip地址與，得出網(wǎng)絡(luò)地址，根據(jù)預(yù)設(shè)的下一跳，指向目的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)收到包后要判斷是否是本地所屬地址，就像郵局處理下面收上來，和上面發(fā)下來的郵件，首先要先判斷是否是本轄區(qū)投遞的，是就留下來，不是就根據(jù)對應(yīng)規(guī)則送出或者退回等處理。同樣，網(wǎng)絡(luò)地址就標(biāo)識(shí)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和其下掛的終端設(shè)備。ip通信里也要是否本地處理的判斷，和選路判斷。方法就是，直連路由優(yōu)先，用目的ip和路由表里路由掩碼進(jìn)行與運(yùn)算，截取前綴進(jìn)行比較，符合就對應(yīng)處理。
????? 網(wǎng)絡(luò)地址代表一定通過ip地址屬性的主機(jī)的集合，網(wǎng)絡(luò)地址是這些主機(jī)共同具備的。相同的網(wǎng)絡(luò)地址下的設(shè)備可以直接通信而不需要路由網(wǎng)關(guān)參與。網(wǎng)絡(luò)地址是ip落地的判斷條件。就像一個(gè)郵局收到信件的郵編是本局郵編一樣。
??? 我們知道，ip通信網(wǎng)是一個(gè)金字塔的結(jié)構(gòu)組網(wǎng)，越向上，表示帶的ip終端越多，越向下，表示的終端越少。所以就要拓補(bǔ)上級局點(diǎn)，掩碼數(shù)字越小，代表越多主機(jī)，下級局，掩碼越大，代表主機(jī)數(shù)變小。
???? 所謂子網(wǎng)劃分，就是把網(wǎng)絡(luò)位向右擴(kuò)大，擴(kuò)大幾位作為一個(gè)子網(wǎng)位，減小主機(jī)位，這樣網(wǎng)絡(luò)地址就擴(kuò)大了。如下圖擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)地址，減小主機(jī)位。子網(wǎng)使主機(jī)位變小，該網(wǎng)絡(luò)地址下的主機(jī)個(gè)數(shù)減小。
?? ? 也可以把下面變成上面，擴(kuò)大主機(jī)位，減小網(wǎng)絡(luò)位，多個(gè)子網(wǎng)劃歸一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，多用于路由聚合。聚合就是主機(jī)位左移，擴(kuò)大主機(jī)位，是網(wǎng)絡(luò)地址下，容納更多的主機(jī)。
?如上圖，子網(wǎng)位的取值決定網(wǎng)絡(luò)地址的變化，因?yàn)榍懊娴木W(wǎng)絡(luò)位沒變。
2 掩碼介紹
?????? 掩碼就是子網(wǎng)掩碼就是用來標(biāo)識(shí)IP中32位2進(jìn)制中有多少位屬于網(wǎng)絡(luò)地址，ip地址中截取前多少位數(shù)，以獲得網(wǎng)絡(luò)地址。掩碼可以有ip形式的四段表示方法，網(wǎng)絡(luò)位為全1，主機(jī)位為全0，常規(guī)的ip與掩碼相與，屏蔽了主機(jī)位。得出網(wǎng)絡(luò)地址，
??????? 網(wǎng)絡(luò)地址和掩碼用來確定一定的路由指向，一個(gè)網(wǎng)絡(luò)地址確定一定的設(shè)備集合，網(wǎng)絡(luò)地址范圍越小，同組的廣播消息越少。掩碼就是為了確定網(wǎng)絡(luò)地址而截取的ip地址位數(shù)。
?????? 舉個(gè)一個(gè)電話通信的例子，號碼分析，要通過截取一定長度的號碼位數(shù)。要實(shí)現(xiàn)全球自動(dòng)撥號，首先要全球統(tǒng)一格式的編號。固定電話號碼，全球唯一編號，用00國家號地區(qū)號電話局號用戶號來編號，如00862986255120，86是中國，29是西安，8625是龍首村電信局的號碼編號，5120是用戶號碼，龍首村電信局用8625這個(gè)編號，代表它的用戶號碼范圍86250000-86259999這一萬個(gè)號碼。就相當(dāng)于一個(gè)主機(jī)設(shè)備的集合，相當(dāng)ip地址里網(wǎng)絡(luò)地址。是下屬主機(jī)的號碼的截取前幾位所得。當(dāng)西安本地?fù)艽?625xxxx會(huì)指向龍首村電信局，外地長途和本省長途的0298625xxxx也會(huì)指向龍首村電信局的設(shè)備。號碼分析到局號的四位后，就完成號碼分析，選路。這樣就實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)自動(dòng)呼叫。
????? 一部電話需要一個(gè)節(jié)點(diǎn)交換設(shè)備，節(jié)點(diǎn)設(shè)備要處理，下掛電話的做主叫打出，和外部節(jié)點(diǎn)設(shè)備發(fā)來的打入工作，下掛設(shè)備做被叫。節(jié)點(diǎn)設(shè)備就要做被叫號碼分析，號碼分析的依據(jù)就類似路由表，本地號碼號段，非本地號碼號段。被叫是本地的落地處理，非本地送出處理。
???? 類比語音交換機(jī)的號碼分析和選路，我們有一個(gè)字冠和字冠長度的名詞，字冠是被叫號碼的前綴，是被叫號碼中從第一位開始且連續(xù)的一串號碼。呼叫字冠既可以是被叫號碼的前一位或前幾位號碼，也可以是被叫號碼的全部號碼。字冠長度就號碼分析時(shí)，截取被叫號碼的長度。
????? 現(xiàn)在龍首村電信局要面對樓宇和單位，安排小交換機(jī)，小交換機(jī)處理本樓宇和本單位的內(nèi)部通話，不出小交換機(jī)，就需要細(xì)化號碼范圍,如a樓只需要200個(gè)電話的小交換機(jī)，而G大型工廠需要2000部的號碼容量的大型交換機(jī)，那么a樓就細(xì)化的號碼第六位，86250000-86250199分配給a樓，而G工廠則細(xì)化到第五位86258000-86259999分配給G工廠的交換機(jī)。a樓交換機(jī)做兩條本地號碼字冠，被叫號碼截取位數(shù)6位，符合862500,862501匹配就是在本地交換機(jī)處理，其他送到上級設(shè)備。G工廠的交換機(jī)做兩條本地字冠，被叫號碼截取5位，符合86258和86259的在本地處理，其他送到上級設(shè)備。而在龍首村電信局，需要指定被叫前六位符合862500和862501送到a樓交換機(jī)，被叫號碼截取前五位86258和86259需要送到G工廠交換機(jī)。這樣就實(shí)現(xiàn)設(shè)備的呼出，和呼入的落地。這種細(xì)化號碼，分配給不同設(shè)備，就類似于我們的子網(wǎng)劃分，被叫號碼前幾位類似網(wǎng)絡(luò)地址，代表一堆設(shè)備的集合。我們把截取位數(shù)右移來把一個(gè)大的集合分為小的集合，這樣避免號碼浪費(fèi)，加快處理速度和效率。
?????? 這里我們類比ip通信，同樣要根據(jù)目的ip進(jìn)行分析和選路，網(wǎng)段地址就是字冠，掩碼就是字冠長度。一個(gè)公網(wǎng)ip，如222.90.0.0/16,可以看做是60000多個(gè)主機(jī)的網(wǎng)絡(luò)地址，指向一個(gè)設(shè)備機(jī)房，但這個(gè)機(jī)房直屬用戶沒有這么多，它下面還有很多分機(jī)房需要幾百，幾千個(gè)ip的，那么就可以把ip劃分成不同的子網(wǎng)，讓掩碼右移，讓網(wǎng)絡(luò)位變多，主機(jī)位變小，來分給這些小規(guī)模的地方。這樣可以減小廣播域，提升效率。
???? 子網(wǎng)劃分用的掩碼，掩碼是用來表示網(wǎng)絡(luò)位+子網(wǎng)位+主機(jī)位，如掩碼為26就是表示，ip地址中前26位為網(wǎng)絡(luò)地址，32-26=6為主機(jī)地址。路由表項(xiàng)分析時(shí)，要截取的位數(shù)，截取后，和路由表項(xiàng)對比，一致就匹配路由。原來的網(wǎng)絡(luò)位還是不變的，子網(wǎng)位取值決定了子網(wǎng)的個(gè)數(shù)，如子網(wǎng)位3，就代表子網(wǎng)位有2^3=8種取值，每個(gè)取值代表一個(gè)子網(wǎng)，所以有8個(gè)子網(wǎng)。
?????? 掩碼有兩種表示方法，一種是數(shù)字，如上面說的26，另一種用ip地址表示，網(wǎng)絡(luò)位用全1表示，主機(jī)位用全0表示。26位，表示成1111? 1111?? 1111 1111? 11111 11111 1100 0000
寫成十進(jìn)制四段就是255.255.255.192。
?? 設(shè)備常用Ip地址分為A,B,C三類，掩碼對應(yīng)8,16,24，對應(yīng)255.0.0.0,255.255.0.0,255.255.255.0
?? 子網(wǎng)劃分，可以把掩碼向右邊主機(jī)位借位，這就是ulsm，也可以向左邊網(wǎng)絡(luò)位借位，這就是cidr。就是將ABC缺省的三類地址，ip地址四段要么是網(wǎng)絡(luò)位，要么是主機(jī)位，增加第三種類型，既有網(wǎng)絡(luò)位，又有主機(jī)位的新類型來。就是把255和0的數(shù)值，增加第三種非255和0的偶數(shù)出來。
?? 3、子網(wǎng)劃分要解決的問題：
?????? 網(wǎng)絡(luò)ip被劃分成x個(gè)子網(wǎng)后，x一定是能被2整除的一定范圍偶數(shù)（具體見下面的描述），用每個(gè)子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)地址，作為子網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)地址，來標(biāo)識(shí)一個(gè)子網(wǎng)。
????? 子網(wǎng)號子網(wǎng)位的一個(gè)取值，一個(gè)子網(wǎng)位的取值代表一個(gè)新的網(wǎng)絡(luò)地址，子網(wǎng)位有多少種變化，代表就覺得有多少個(gè)子網(wǎng)。如子網(wǎng)位3位，那子網(wǎng)位就有000到111共8種取值，每一個(gè)取值決定一個(gè)網(wǎng)絡(luò)地址，所以就有8個(gè)子網(wǎng)。如192.168.10.32/27 255.255.255.224本來是個(gè)c類地址，默認(rèn)掩碼長度是24，現(xiàn)在子網(wǎng)位是3，所以有8個(gè)子網(wǎng)，192.168.10.32/27是其中一個(gè)。每個(gè)子網(wǎng)的主機(jī)位5位，有2^5=32種變化，它代表了192.168.10.32到192.168.10.63之間的ip地址的一個(gè)集合標(biāo)志。
?????? 每個(gè)子網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)地址通常用ip地址和掩碼相與得出，網(wǎng)絡(luò)地址的全部主機(jī)位為0。網(wǎng)絡(luò)地址代表主機(jī)位從全0到全1這么多ip的一個(gè)集合，一個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)編號。如192.168.10.32/27，ip地址第四段是十進(jìn)制32，寫成二進(jìn)制就是0010 0000。后五位主機(jī)位是全0。
?? 子網(wǎng)的廣播地址，是所有的主機(jī)位全為1，如192.168.10.63，第四段是十進(jìn)制63.二進(jìn)制就是001 1 1111。
?? 我們根據(jù)這樣的原則處理：
?? 1、確定子網(wǎng)位在ip地址四段中的那一段？
?????? 就是既有網(wǎng)絡(luò)位，又有主機(jī)位的是ip地址四段的那一段？因?yàn)樽泳W(wǎng)位在這一段，因?yàn)閕p地址中的四段中某一段，要么全是網(wǎng)絡(luò)地址位，要么全是主機(jī)地址位，要么前面幾位是網(wǎng)絡(luò)位，后面幾位是主機(jī)位。新加的子網(wǎng)位和主機(jī)位都在這一段，原有的網(wǎng)絡(luò)位部分，是沒變化的，所以只子網(wǎng)就在這一段變化，這一段決定了子網(wǎng)的變化，所以我們只研究這一段就行了。增加了幾位網(wǎng)絡(luò)位或者減小幾位網(wǎng)絡(luò)位，就有2^變化位數(shù)種二進(jìn)制變化。
主機(jī)數(shù)小于256的，在ip第四段。大于256小于65525的在第三段變化。這兩個(gè)常見，其他第二段，第一段主機(jī)太多，不會(huì)經(jīng)常碰到。2^(32-掩碼長度值）必須大于實(shí)際設(shè)備數(shù)。
? 我們知道，一個(gè)掩碼8位二進(jìn)制數(shù)的各位權(quán)值如下：1000? 0000???? 128，1向右移，權(quán)值如下圖
? 8????? 7?????? 6????? 5??? 4??? 3???? 2???? 1? 位數(shù)，假設(shè)為n
? 1????? 0? ???? 0 ??? 0???? 0??? 0???? 0??? 0??? 二進(jìn)制
?128?? 64??? 32?? 16?? 8??? 4???? 2???? 1??? 權(quán)值?? 權(quán)值和位數(shù)n的關(guān)系2^（n-1）
? 如圖：設(shè)這個(gè)數(shù)中0的個(gè)數(shù)為n（即主機(jī)位數(shù)），第8位的1每向右戰(zhàn)一位，權(quán)值就減小一倍，全0位的變化就減小一倍2^n，而全1位的變化就增加一倍2^(8-n)，掩碼的網(wǎng)絡(luò)位就是個(gè)數(shù)就是截取ip地址的位數(shù)，在這段ip的8位中截取8-n位，它有2^(8-n)種變化，即網(wǎng)絡(luò)地址在該段的可能性，每個(gè)值就是子網(wǎng)號。后面的主機(jī)位ip，就有0-2^n-1種取值變化。而網(wǎng)絡(luò)地址就是主機(jī)可能ip數(shù)2^n*子網(wǎng)取值，所以子網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)地址就有2^(8-n)個(gè)。
? ? ?? 形象的比方子網(wǎng)劃分，類似找出256張麻將牌，標(biāo)上0到255，按從小到大排成一列，要把這一段均勻分成幾份（能被2整除的幾份），就是網(wǎng)絡(luò)位w，分成2^w份，每份大小就是2^（8-w），每一份的所以數(shù)字網(wǎng)絡(luò)位是相同的，每份的開頭數(shù)字和結(jié)束數(shù)字就是對應(yīng)網(wǎng)絡(luò)地址和廣播地址的第幾段。如確定第二段既有網(wǎng)絡(luò)位還有主機(jī)位，這個(gè)數(shù)字就是ip地址的第二段的網(wǎng)絡(luò)地址，或廣播地址。在第三段就是網(wǎng)絡(luò)，廣播地址第三段，第四段同樣。
????? 如把256分成2份，網(wǎng)絡(luò)位就是1位，主機(jī)位7位，每份128個(gè)值，就是塊大小128.
分成4份，網(wǎng)絡(luò)位就是2位，主機(jī)位6位，每份大小64，塊大小64,
分成8份，網(wǎng)絡(luò)位就是3位，主機(jī)位5位，每份大小32，塊大小32,
分成16份，網(wǎng)絡(luò)位就是4位，主機(jī)位4位，每份大小16，塊大小16,
分成32份，網(wǎng)絡(luò)位就是5位，主機(jī)位3位，每份大小8，塊大小8,
分成64份，網(wǎng)絡(luò)位就是6位，主機(jī)位2位，每份大小4，塊大小4,
同樣，分成128份，網(wǎng)絡(luò)位就是7位，主機(jī)1位，每份大小2，塊大小2.
?? 2、確定劃分子網(wǎng)的在第一步確定ip段中，主機(jī)位n是多少？確定子網(wǎng)所在ip段中塊大小。
????? 主機(jī)位為n，該段主機(jī)個(gè)數(shù)就2^n，因?yàn)橹鳈C(jī)位的二進(jìn)制有從0到2^n-1中變化。要求實(shí)際的設(shè)備數(shù)小于主機(jī)位的最多數(shù)2^n。
?? 3、變化段的子網(wǎng)個(gè)數(shù)就是2^(8-n)個(gè)
???? 因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)位為8-n，共有2^(8-n)種變化。如該段n=1，每段ip數(shù)就是2，共有2^7=128個(gè)子網(wǎng)，n=7，共兩個(gè)子網(wǎng)，每個(gè)子網(wǎng)用有ip數(shù)2^7=128個(gè)。
? 4、網(wǎng)絡(luò)地址在該段值就是2^n*k
?????? 為啥是這個(gè)值，因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)地址所在ip段，8位二進(jìn)制數(shù)，既有網(wǎng)絡(luò)位，又有主機(jī)位，主機(jī)位全為0，我們把網(wǎng)絡(luò)位幾位8-n位看著一個(gè)整體，他的值為k，他的位數(shù)為n+1，權(quán)值為2^n,整個(gè)二進(jìn)制數(shù)字的大小就是2^n*k+主機(jī)位的值，因?yàn)橹鳈C(jī)位全二進(jìn)制的0，所以主機(jī)位的值為0，所以網(wǎng)絡(luò)地址的值就是2^n*k。
?????? k為整數(shù) k從0開始，一直到2^(8-n)-1，共2^(8-n)個(gè),就是說有這么多個(gè)子網(wǎng)和子網(wǎng)地址。當(dāng)該段為第一段，網(wǎng)絡(luò)地址其他三段為0，該段為第二段，網(wǎng)絡(luò)地址三四段為0，該段為第三段，網(wǎng)絡(luò)地址第四段為0。在第四段，網(wǎng)絡(luò)地址第四段為2^n*k。如n=3，k的取值范圍是0-31。k=0時(shí)，網(wǎng)絡(luò)地址為0，k=31時(shí)，網(wǎng)絡(luò)地址是2^3*31=248。
? ? ?網(wǎng)絡(luò)地址中純主機(jī)段，網(wǎng)絡(luò)地址寫成0，掩碼對應(yīng)端也為0
子網(wǎng)位在第一段如16.0.0.0/4? 240.0.0.0? ? ?第二三四段為0?
子網(wǎng)位在第二段如172.16.0.0/14 255.252.0,0? 第三四端為0
子網(wǎng)位在第三段如192.168.1.0/19? ?255.255.224.0, 第四段為0
子網(wǎng)位在第四段如192.168.192.0/26? 255.255.255.192? 第四段為2^n*k
? 5、掩碼值ip值在該段十進(jìn)制256-2^n，就是網(wǎng)絡(luò)地址在該段最大的值。
????? n為該段的主機(jī)位數(shù)，當(dāng)該段為第一段，掩碼值小于8，掩碼ip值其他三段為0，掩碼數(shù)字值為8-n。段為第二段掩碼值大于8小于16，掩碼的ip值第一段為255，三四段為0，掩碼值數(shù)字就是16-n。該段為第三段大于掩碼值大于16小于24，掩碼一二段為255，掩碼ip值第四段為0，掩碼值數(shù)字就是24-n該段在第四段，掩碼值大于24，小于等于32，掩碼ip前三段為255，第四段ip值為256-2^n，掩碼值數(shù)字為32-n
???? 掩碼在該段的十進(jìn)制為啥是256-2^n,因?yàn)橹鳈C(jī)位全1的最大值是2^n-1,而8位全1最大值是255,網(wǎng)絡(luò)位全1,255-(2^n-1)=256-2^n?
??? 也就是把網(wǎng)絡(luò)位看做一個(gè)整體，最大網(wǎng)絡(luò)位計(jì)算，（2^(8-n)-1）*2^n=256-2^n
? 6、廣播地址所有主機(jī)位取地址為全為1，其值為2^n*（k+1）-1
???? 因?yàn)閺V播地址主機(jī)位全是1，再加1，就是主機(jī)位有全1變成全0，網(wǎng)絡(luò)位值+1，就變成下一個(gè)網(wǎng)絡(luò)地址。所以，廣播地址就是2^n*（k+1）-1。
?????? 當(dāng)該段為第一段，ip地址其他三段為255，該段為第二段，三四段為255，該段為第三段，第四段為255。即一個(gè)子網(wǎng)的廣播地址，就是下一個(gè)子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)地址的變化段ip，網(wǎng)絡(luò)地址-1。實(shí)際應(yīng)用中判斷是否是一個(gè)子網(wǎng)，就用變化段ip去除2^n,取整就的k值，k值一致就是同一網(wǎng)段。如n=2，子網(wǎng)數(shù)就2^6=64,子網(wǎng)號在該段的值是，2^2*k,k是0-63中的一個(gè)整數(shù)值。k=0時(shí)，子網(wǎng)號是0，廣播地址4*（0+1）-1=3。
? 如4中網(wǎng)絡(luò)地址一樣，廣播地址純主機(jī)位為255
子網(wǎng) 在第一段如網(wǎng)絡(luò)地址16.0.0.0/4，廣播地址31.255.255.255/4? 240.0.0.0? ? ?第二三四段為255
k=1,. 第一段2^4*(k+1)-1=31
子網(wǎng)位在第二段如網(wǎng)絡(luò)地址172.16.0.0/14，廣播地址172.19.255.255/14 255.252.0,0? 第三四端為255
k=4,. 第二段2^2*(k+1)-1=19
子網(wǎng)位在第三段如網(wǎng)絡(luò)地址192.168.1.0/19，廣播地址192.168.31.255/19? ?255.255.224.0, 第四段為255
k=0,. 第三段2^5*(k+1)-1=31
子網(wǎng)位在第四段如192.168.192.0/26 ，廣播地址192.168.192.63/26? 255.255.255.192? 第四段為2^n*(k+1)-1
k=0,. 第四段2^6*(k+1)-1=63
7、子網(wǎng)網(wǎng)段ip范圍和可用主機(jī)數(shù)2^(32-掩碼位數(shù)）-2
????? ip范圍就是網(wǎng)絡(luò)地址和廣播地址之間ip，注意當(dāng)子網(wǎng)位不在第第四段時(shí)，廣播地址要其他純主機(jī)位的ip段轉(zhuǎn)化為全1，十進(jìn)制255，如192.168.192.0/19的ip訪問就是：
192.168.192.0-192.168.223.255
?????? 因?yàn)閕p地址的網(wǎng)絡(luò)地址，和廣播地址不可用，所以一個(gè)子網(wǎng)的可用ip，第4步確定的網(wǎng)絡(luò)地址，和第6步確定廣播地址間的地址。當(dāng)掩碼大于24時(shí)，可用ip數(shù)為2^n-2。掩碼值大于16，小于24時(shí)，可用ip是2^n*256-2。掩碼值大于8，小于16時(shí)，可用ip是2^n*256*256-2。掩碼小于8，可用ip是2^n*256*256*256-2。若掩碼書為m，有效主機(jī)數(shù)就是2^(32-m)-2。結(jié)論：要求主機(jī)數(shù)在256以下，ip變化段就在第四段，大于256小雨65535，變化段就是在第三段。其他更大數(shù)量的主機(jī)，少能遇到。所以可用主機(jī)數(shù)，n為主機(jī)位數(shù)，就是2^(32-掩碼位數(shù)）。
8、該段子網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)號m*2^n
????? 確定的一個(gè)具體的ip的子網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)號的方法是：確定既有網(wǎng)絡(luò)位和主機(jī)位在ip的那一段，用這一段的值去除2^n,得到的值取整，假如得到一個(gè)值m，用m*2^n得到值，就是這個(gè)ip在變化段的網(wǎng)絡(luò)地址值。
???? 子網(wǎng)劃分掩碼要借用主機(jī)位或者網(wǎng)絡(luò)位，判斷子網(wǎng)時(shí)要確定掩碼在ip地址四段中的那一段，一個(gè)ip地址的網(wǎng)絡(luò)號是ip地址和掩碼相與得出的，掩碼所在的那一段中的主機(jī)位若為n，代表主機(jī)的取值是2^n個(gè)，從0到2^n-1，主機(jī)位為全0是網(wǎng)絡(luò)地址，主機(jī)位全1是廣播地址。子網(wǎng)的個(gè)數(shù)是2^(8-n)個(gè)，取值從0到2^(8-n)-1，每一個(gè)值加上主機(jī)位為0的值就是網(wǎng)絡(luò)地址的所在段值。這些子網(wǎng)都有各自的網(wǎng)絡(luò)地址，每個(gè)子網(wǎng)可用的ip范圍就是主機(jī)位非全0或者全1的ip，共2^n*后面幾段的最大值-2個(gè)可用地址。掩碼值確定就是先確定子網(wǎng)地址在四段中的那一段變化，如第一段的話，掩碼值就是8-n，第二段的話就是16-n，第三段就是24-n，第四段就是32-n，該段掩碼的十進(jìn)制值就是256-2^n。這個(gè)不用記憶，明白算法一算就出來了，因?yàn)橹鳈C(jī)位最大值是2^n-1,整個(gè)一個(gè)字節(jié)最大255-（2^n-1）=256-2^n。
??? 從上面的列表看出，掩碼十進(jìn)制值，除了255和0外都是偶數(shù)，子網(wǎng)個(gè)數(shù)只有偶數(shù)，最大128，最小兩個(gè)。而且都是在2,4,8,16,32,64,128之間。不存在奇數(shù)子網(wǎng)個(gè)數(shù)，或者6,10,18不能被2除盡的子網(wǎng)個(gè)數(shù)。
??? 如192.168.10.25/30 255.255.255.252的網(wǎng)絡(luò)地址就是25/4取整=6,6*2^2=24,所以網(wǎng)絡(luò)地址就是192.168.10.24
4 子網(wǎng)劃分步驟
首先確定：
分三步，確定子網(wǎng)位所在的ip地址那一段，根據(jù)在該段的主機(jī)位，主機(jī)位的塊大小（ip變化個(gè)數(shù)），再計(jì)算各種數(shù)值。
子網(wǎng)里ip地址總數(shù)就有2^5=32,2^9=512.
2. 確定主機(jī)個(gè)數(shù)后，就必須確定子網(wǎng)位在那一段，就是掩碼在ip地址第幾段變化？如上面的例子，主機(jī)位為5的話，掩碼即網(wǎng)絡(luò)位就是32-5=27，大于24，所以在第四段變化，第四段既有網(wǎng)絡(luò)地址位也有主機(jī)位。
3.子網(wǎng)的個(gè)數(shù)由子網(wǎng)位決定，即ip地址四段中既有網(wǎng)絡(luò)位又有主機(jī)位是那一段？除去主機(jī)位的網(wǎng)絡(luò)位數(shù)2^（8-n）決定。如主機(jī)位5位的，子網(wǎng)個(gè)數(shù)為2^3=8,主機(jī)位為9的子網(wǎng)個(gè)數(shù)是2^7=128個(gè)子網(wǎng)。每個(gè)子網(wǎng)在變化段的網(wǎng)絡(luò)地址就是2^n與網(wǎng)絡(luò)位的乘積。
4 .可用的ip地址在變化段ip范圍是開始是網(wǎng)絡(luò)地址+1，結(jié)束是廣播地址-1。
如192.168.205.201/19這個(gè)ip地址，掩碼第三段256-2^5=224.第四段全是是主機(jī)位，所以掩碼是0，是255.255.224.0，我們以這個(gè)為例說明：
5 范例1根據(jù)ip和掩碼求子網(wǎng)和網(wǎng)絡(luò)廣播地址：
要求：根據(jù)某一個(gè)ip，判斷子網(wǎng)號，根據(jù)掩碼，列出全部子網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)地址。
網(wǎng)絡(luò)位的二進(jìn)制可能性，決定子網(wǎng)個(gè)數(shù)。
子網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)地址就是具體某一個(gè)子網(wǎng)位取值對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)地址。
如ip192.168.205.201 /19 ,這是一個(gè)c類地址，掩碼默認(rèn)是24，現(xiàn)在是19，表示借用了5位網(wǎng)絡(luò)地址作為主機(jī)位，子網(wǎng)位變成三位。
192.168.1100? 1101.1100? 1001?? ip地址
255.255.1110? 0000.0000? 0000? 掩碼
192.168.1100? 0000.0000? 0000? 網(wǎng)絡(luò)地址是192.168.192.0，這個(gè)ip在這個(gè)子網(wǎng)中。
?確定全部子網(wǎng)號：
掩碼是19，大于16（ip前兩段為網(wǎng)絡(luò)位）小于24（ip前三段為網(wǎng)絡(luò)位），所以ip第三段既有網(wǎng)絡(luò)位還有主機(jī)位，就是第三段用了19-16=3位作為網(wǎng)絡(luò)位，3位網(wǎng)絡(luò)位有2^3=8種變化，二進(jìn)制值000-111，該段主機(jī)位為5位，每個(gè)子網(wǎng)里在ip地址第三段有2^5=32個(gè)ip地址，每個(gè)子網(wǎng)可用ip就是32*256-2，所以第三段第四段的網(wǎng)絡(luò)位和主機(jī)位有下面的取值，最小值和最多值見下圖：
第三段bin??????? 第四段bin???????? 網(wǎng)絡(luò)地址????????? 第三段bin??????? 第四段bin???????? ? 廣播地址
000?? 00000??? 0000 0000? 192.168.0.0??????? 000? 11111?????? 1111? 1111??????? 192.168.31.255?? 網(wǎng)絡(luò)地址的第三段就是0*32=0，廣播地址1*32-1=31
001?? 00000??? 0000 0000? 192.168.32.0????? 001? 11111?????? 1111? 1111??????? 192.168.63.255?? 網(wǎng)絡(luò)地址的第三段就是1*32=32，廣播地址2*32-1=63
010?? 00000??? 0000 0000? 192.168.64.0????? 010? 11111?????? 1111? 1111??????? 192.168.95.255?? 網(wǎng)絡(luò)地址的第三段就是2*32=64，廣播地址3*32-1=95
011?? 00000??? 0000 0000? 192.168.96.0????? 011?? 11111?????? 1111? 1111??????? 192.168.127.255? 網(wǎng)絡(luò)地址的第三段就是3*32=96，廣播地址4*32-1=127
100?? 00000??? 0000 0000? 192.168.128.0?? 100?? 11111?????? 1111? 1111?????? 192.168.159.255? 網(wǎng)絡(luò)地址的第三段就是4*32=128，廣播地址5*32-1=159
101?? 00000??? 0000 0000? 192.168.160.0?? 101?? 11111?????? 1111 ?1111?????? 192.168.191.255??? 網(wǎng)絡(luò)地址的第三段就是5*32=160，廣播地址6*32-1=191
110?? 00000??? 0000 0000?? 192.168.192.0?? 110?? 11111?????? 1111? 1111?????? 192.168.223.255??? 網(wǎng)絡(luò)地址的第三段就是6*32=192，廣播地址7*32-1=223
111?? 00000??? 0000 0000?? 192.168.224.0??? 111?? 11111?????? 1111? 1111?????? 192.168.255.255??? 網(wǎng)絡(luò)地址的第三段就是7*32=224，廣播地址8*32-1=255
ip地址第三段網(wǎng)絡(luò)位有3位， 第四段全是主機(jī)地址，所以子網(wǎng)數(shù)有2^3=8.，第三段ip范圍有64個(gè)
對應(yīng)這個(gè)ip192.168.205.201/19的子網(wǎng)號就是192.168.192.0，另一種算法就是第三段的ip值205去除32，為6余13，所以子網(wǎng)號的第三段就是6*32=192。
注意一定，若掩碼在第三段變化，所以第四段為全0或者全1，就可能是合法地址，如
?192.168.193.0/19? 三四段二進(jìn)制就是1100 0001 ?0000 0000，標(biāo)紅的主機(jī)不全為0
192.168.193.255/19三四段二進(jìn)制就是 1100 0001 ?1111 1111，標(biāo)紅的主機(jī)不全為1
?? 所以，掩碼為19位的ip地址，有第三列的ip的最小值為子網(wǎng)號，第六列ip地址最大值作為廣播地址。子網(wǎng)號的個(gè)數(shù)是2^3=8,可用主機(jī)數(shù)的為第三段主機(jī)位數(shù)5的平方乘以第四段的256，即2^5*256-2=2046個(gè)可用ip地址。192.168.205.201是在子網(wǎng)號192.168.192.0這個(gè)子網(wǎng)下。
再如這個(gè)例子：
6 范例2根據(jù)ip和掩碼求同網(wǎng)段地址
?有一個(gè)設(shè)備，串口查詢ip172.26.0.214/30，要給配置pc直連的同網(wǎng)段地址進(jìn)行web訪問。
?處理原則：直連訪問，必須是同一子網(wǎng)的ip，而且不能沖突，網(wǎng)絡(luò)地址和廣播地址不用使用。
掩碼30位，子網(wǎng)位在ip地址第四段，主機(jī)位數(shù)32-30=2，每2^2=4個(gè)ip化成一段,子網(wǎng)位6，子網(wǎng)數(shù)2^(8-2)=64,有效ip個(gè)數(shù)2^2-2=2，對這個(gè)ip，第四段214/4=53,余2，網(wǎng)絡(luò)地址第四段就是4*53=212，網(wǎng)絡(luò)地址就是212，廣播地址就是4*54-1=215，可用地址就是213.和214
展開如下：
172? 26? ?0?? ?1101 0110? ip 第四段用二進(jìn)制表示
255? 255 ?255? 1111 1100? 掩碼 和上面ip與的結(jié)果就是下面的網(wǎng)絡(luò)地址
172? 26? ??0? ?1101 0100? 網(wǎng)絡(luò)地址 172.26.0.212
172.26????? 0?? 1101 0111 廣播地址 172.26.0.215
可用ip就是第四段后兩位是01和10就是十進(jìn)制是213和214，既然設(shè)備是214，pc只能配置213才能訪問，配置為172.26.0.213/30。
7 合并子網(wǎng)的例子根據(jù)ip范圍合并，并添加回程路由：
三層交換機(jī)192.168.100.1/24下帶若干個(gè)子網(wǎng)192.168.192-213.xxx/24,每個(gè)網(wǎng)段一個(gè)接入交換機(jī)，現(xiàn)在需要各個(gè)子網(wǎng)下的ip都能訪問交換機(jī)管理ip192.168.100.xxx，需要在各個(gè)交換機(jī)上做回程路由：
?? 依據(jù)的是同一子網(wǎng)里的變化段的ip除每個(gè)子網(wǎng)的最多ip個(gè)數(shù)，得到值取整，數(shù)值是相等的。
?? 子網(wǎng)ip地址在第三段變化，192-213共21子網(wǎng)，21個(gè)子網(wǎng)需要第三段的主機(jī)位最小是2^5=32,先取主機(jī)位為5試一下，掩碼256-2^5=224,開始地址和結(jié)束地址除32，若得數(shù)取整，相同就是在同一子網(wǎng)里，192/32=6 ，213/32取整為6，假若不相等，那就無法使用這掩碼。所以這兩個(gè)ip都在掩碼為16+（8-5）=19的子網(wǎng)里，而且在32*6=192，到223這個(gè)子網(wǎng)范圍里，所以網(wǎng)絡(luò)地址為192.168.192.0/19，廣播地址192.168.223.255，可用地址2^(5+8)-2,所以在各個(gè)接入交換機(jī)上做路由192.168.192.0/19? 下一跳192.168.100.1。
注意：不是所有的情況都可用合并子網(wǎng)，必須合并的ip都在同一子網(wǎng)的有效ip范圍了。
8、其他范例：
8.1求子網(wǎng)號
? 方法：先確定子網(wǎng)位在ip的第幾段，主機(jī)位數(shù)2^n=256-掩碼值，子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)位取值就是用這段ip值，去除每個(gè)子網(wǎng)最大主機(jī)ip數(shù)2^n，商取整得到一個(gè)值k，k*2^n
?? 看掩碼第四段為0，第三段248小于255，確定第三段既有網(wǎng)絡(luò)位也有主機(jī)位，256-248=8是2^3,z確定主機(jī)位是3位，有8種可能性。ip地址第三段為52,52/8取整為6,6*2^3=48，所以網(wǎng)絡(luò)地址地址第三段為48，所以答案是D.
8.2 路由聚合
?? 這是一個(gè)路由合并問題，方法是，用一個(gè)掩碼左移，用一個(gè)大的網(wǎng)絡(luò)去涵蓋小網(wǎng)絡(luò)，小網(wǎng)絡(luò)作為大網(wǎng)絡(luò)的子網(wǎng)，先確定要移動(dòng)的主機(jī)位數(shù)n，2^n-2必須大于合并數(shù)的差值。而且合并后必須在同一子網(wǎng)。
? 查看這段地址，主要在ip地址第二段變化，目的是用一個(gè)子網(wǎng)涵蓋這些范圍的主機(jī)，第二段31-16=15，小于16，所以該子網(wǎng)要求第二段主機(jī)數(shù)為最多16個(gè)，主機(jī)數(shù)為2^4=16,那么該段網(wǎng)絡(luò)位4，在第二段變化，所以掩碼為8+4=12，而第二段最小值為16,最多子31,16/16=1,31/16取整=1，所以他們在同一子網(wǎng)，子網(wǎng)ip地址第二段就是第二段最多主機(jī)數(shù)16*1，所以答案是B。
8.3 求最多主機(jī)數(shù)
?? 首先明確最多主機(jī)數(shù)，就是可用ip數(shù)，等于2^(32-掩碼位數(shù)）-2，除去網(wǎng)絡(luò)地址和廣播地址。
子網(wǎng)掩碼第四段為0，表示ip地址第四段全是主機(jī)位，第三段為252，看出第三段既有網(wǎng)絡(luò)位，又有主機(jī)位，掩碼=256-2^(主機(jī)位數(shù)），所以得出主機(jī)位數(shù)為2,所以主機(jī)位是第三段2+第四段的8位，就是掩碼值是32-10=22，可用主機(jī)數(shù)就是2^10-2=1022,所以答案是B。
8.4 求廣播地址
?? 首先明確，廣播地址是全部主機(jī)位都為1，而且變化段的地址，是變化段下一個(gè)子網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)地址-1。
掩碼是26，確定在ip地址第四段變化。主機(jī)位是32-26=6，每個(gè)子網(wǎng)最多ip個(gè)數(shù)是2^6=64,ip地址第四段131，131/64取整是2，對應(yīng)子網(wǎng)在第四段是64*2,=128，所以子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)地址是172.16.7.128/26，下一個(gè)子網(wǎng)地址第四段是3*64=192,192-1=191，所以答案是D172.16.7.191。
8.5 根據(jù)主機(jī)數(shù)求掩碼
???? 原則，主機(jī)位數(shù)為n，2^n要大于實(shí)際主機(jī)數(shù)，而且變化段主機(jī)位越少，子網(wǎng)越多。
459臺(tái)主機(jī)大于256，顯然第四段不夠，必須向左邊網(wǎng)絡(luò)位借位。2^9=512>459,第三段借一位，滿足主機(jī)數(shù)要求，而且子網(wǎng)數(shù)2^7=128個(gè)。所以掩碼就是16+7=23，第三段掩碼值256-2^1=254,所以答案是D255.255.254.0。
總結(jié)
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