划分子网和构造超网的学习

最新推荐文章于 2024-08-29 16:15:20 发布

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#学习 #智能路由器 #网络

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文章讲述了IP地址管理和子网划分的重要性，介绍了子网掩码的作用、如何使用子网掩码确定网络地址，以及CIDR无分类编址方法如何提高地址空间利用效率。内容涉及路由器转发策略和互联网面临的地址空间挑战。

划分子网只是把 IP 地址的主机号 host-id 这部分进行再划分，而不改变 IP 地址原来的网络号 net-id。

1.2子网掩码

1.2.1问题引出

202.196.32.3

11010100 11001000 00100000 00000011

划分子网了吗？
如果划分了，子网号几位？
对于两个IP地址，如何判断是否属于同一个子网？

1.2.2字码掩码规则

子网掩码长度＝32位
某位＝1：IP地址中的对应位为网络号和子网号
某位＝0：IP地址中的对应位为主机号

从一个 IP 数据报的首部并无法判断源主机或目的主机所连接的网络是否进行了子网划分。
使用子网掩码(subnet mask)可以找出 IP 地址中的子网部分。

一个网络中子网掩码是指他的网络号和子网号对应的位数全为一，然后对应的主机号位置为0
而这个子网掩码和给定的IP地址做逐位与运算或AND运算
运算完成后得到的网络地址就是子网的网络地址

子网掩码就相当于把IP地址中的主机号给过滤掉，剩下的就是网络号和子网号。

1.2.3 子网掩码是一个重要属性

子网掩码是一个网络或一个子网的重要属性。
路由器在和相邻路由器交换路由信息时，必须把自己所在网络（或子网）的子网掩码告诉相邻路由器。
路由器的路由表中的每一个项目，除了要给出目的网络地址外，还必须同时给出该网络的子网掩码。
若一个路由器连接在两个子网上就拥有两个网络地址和两个子网掩码。

不同的子网掩码得出相同的网络地址。但不同的掩码的效果是不同的。

1.3使用子网时分组的转发

在不划分子网的两级 IP 地址下，从 IP 地址得出网络地址是个很简单的事。
划分子网的情况下，从 IP 地址却不能唯一地得出网络地址来，这是因为网络地址取决于那个网络所采用的子网掩码，但数据报的首部并没有提供子网掩码的信息。
因此分组转发的算法也必须做相应的改动。

(1) 从收到的分组的首部提取目的 IP 地址 D。

(2) 先用各网络的子网掩码和 D 逐位相“与”，看是否和相应的网络地址匹配。若匹配，则将分组直接交付。否则就是间接交付，执行(3)。

(3) 若路由表中有目的地址为 D 的特定主机路由，则将分组传送给指明的下一跳路由器；否则，执行(4)。

(4) 对路由表中的每一行的子网掩码和 D 逐位相“与”，若其结果与该行的目的网络地址匹配，则将分组传送给该行指明的下一跳路由器；否则，执行(5)。

(5) 若路由表中有一个默认路由，则将分组传送给路由表中所指明的默认路由器；否则，执行(6)。

(6) 报告转发分组出错。

判断是否直接交付

判断目的的IP和我源主机是不是在同一个网络上。

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1.4划分子网实例

问题1:已分配了一个C类地址：192.168.5.0，假设需要20个子网，每个子网有5台主机,试确定各子网地址和子网掩码。

对C类地址，要从最后8位中分出几位作为子网地址:

∵ 24＜20＜25

∴ 选择5位作为子网地址，共可提供30个子网地址。

检查剩余的位数能否满足每个子网中主机台数的要求：

∵ 23＞5+2

∴ 可以满足每子网5台主机的要求。

选择5位作为子网地址

∵ 11111000 = 248

∴ 子网掩码为255.255.255.248。

子网地址可在8、16、24、32、……、240共30个地址中任意选择20个。

问题2：一个大型跨国公司的管理者从网络管理中心获得一个 A类IP地址121.0.0.0；需要划分1000个子网，请给出该所有子网的IP地址范围。

分析：

该公司需要有1000个物理网络，加上主机号全 0和全1的两种特殊地址，子网数量至少为1002。选择子网号的位长为10，可以用来分配的子网最多为1010个，也就是1024个，满足用户要求。

问题3：

主机1的IP地址为156.26.27.71

主机2的IP地址为156.26.27.110

子网掩码为255.255.255.192

判断它们是不是在同一个子网上

2.无分类编址CIDR（构造超网）

2.1互联网仍然面临三个必须尽早解决的问题：

(1) B 类地址在 1992 年已分配了近一半，眼看就要在 1994 年 3 月全部分配完毕！

(2) 互联网主干网上的路由表中的项目数急剧增长（从几千个增长到几万个）。

(3) 整个 IPv4 的地址空间最终将全部耗尽。

使用变长子网掩码 VLSM 可进一步提高 IP 地址资源的利用率。

在 VLSM 的基础上又进一步研究出无分类编址方法，它的正式名字是无分类域间路由选择 CIDR (Classless Inter-Domain Routing)。

2.2 CIDR 最主要的特点

CIDR 消除了传统的 A 类、B 类和 C 类地址以及划分子网的概念，因而可以更加有效地分配 IPv4 的地址空间。 CIDR使用各种长度的“网络前缀”(network-prefix)来代替分类地址中的网络号和子网号。

IP 地址从三级编址（使用子网掩码）又回到了两级编址。

2.3无分类的两级编址的记法是：

I P 地址 : : = < 网络前缀 > , < 主机号 > IP地址 ::= {<网络前缀>, <主机号>} IP地址::=<网络前缀>,<主机号>

CIDR 还使用“斜线记法”(slash notation)，它又称为CIDR记法，即在 IP 地址面加上一个斜线“/”，然后写上网络前缀所占的位数（这个数值对应于三级编址中子网掩码中 1 的个数）。
CIDR 把网络前缀都相同的连续的 IP 地址组成“CIDR 地址块”。

我们只需要知道CIDR地址块中的任何一个地址，就可以知道这个地址块的起始地址和最大地址。

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