網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)應(yīng)用 課件 1.4 子網(wǎng)劃分與網(wǎng)絡(luò)聚合

子網(wǎng)劃分與網(wǎng)絡(luò)聚合子網(wǎng)劃分與網(wǎng)絡(luò)聚合子網(wǎng)劃分基礎(chǔ)平均子網(wǎng)劃分變長子網(wǎng)劃分網(wǎng)絡(luò)聚合作業(yè)二子網(wǎng)劃分與網(wǎng)絡(luò)聚合定義：將一個(gè)網(wǎng)絡(luò)（或地址塊）劃分為幾個(gè)較小的子網(wǎng)（小地址塊）的過程，就是子網(wǎng)劃分。IP地址由網(wǎng)絡(luò)前綴（或網(wǎng)絡(luò)號）和主機(jī)號組成，子網(wǎng)劃分的實(shí)質(zhì)是將IP地址中原主機(jī)號的前幾位變?yōu)樽泳W(wǎng)號、原來的網(wǎng)絡(luò)前綴和新子網(wǎng)號變?yōu)樾碌木W(wǎng)絡(luò)前綴。這樣，IP地址中的新網(wǎng)絡(luò)前綴位數(shù)變長了，新的主機(jī)號位數(shù)變短了，但總位數(shù)保持不變。如圖1-4-1所示。子網(wǎng)劃分與網(wǎng)絡(luò)聚合子網(wǎng)劃分之后，IP地址中的網(wǎng)絡(luò)前綴變長了、主機(jī)號位數(shù)變短了，所以掩碼（子網(wǎng)掩碼）1的位數(shù)增加了、0的位數(shù)減少了，掩碼/M的M變大了。由于新主機(jī)號位數(shù)（h2）比原主機(jī)號位數(shù)（h1）變小了，子網(wǎng)劃分以后任何一個(gè)子網(wǎng)里的IP地址數(shù)都要小于原網(wǎng)絡(luò)的IP地址數(shù)，不同子網(wǎng)里的IP地址不能相同、互相包含、互相重疊或者相互交叉，所有子網(wǎng)的IP地址數(shù)加起來，也不能超過原網(wǎng)絡(luò)的IP地址總數(shù)。子網(wǎng)劃分后，子網(wǎng)號的位數(shù)(s)決定了劃分出的子網(wǎng)數(shù)（2s個(gè)），新的主機(jī)號位數(shù)(h2)決定了子網(wǎng)內(nèi)IP地址數(shù)（2h2個(gè)）和子網(wǎng)內(nèi)可指派的IP地址數(shù)（2h2-2個(gè)）。子網(wǎng)劃分與網(wǎng)絡(luò)聚合IP協(xié)議最初規(guī)定，2s個(gè)子網(wǎng)中，子網(wǎng)號全０(二進(jìn)制)的子網(wǎng)和子網(wǎng)號全１(二進(jìn)制)的子網(wǎng)不可以指派（使用），于是可指派的子網(wǎng)數(shù)為2s-2個(gè)。但CIDR（無分類域間路由）技術(shù)出現(xiàn)后，規(guī)定劃分的2s個(gè)子網(wǎng)，都可以指派（路由器支持CIDR技術(shù)即可），華為與思科現(xiàn)在的路由器都支持CIDR技術(shù)，現(xiàn)實(shí)中劃分出來的每一個(gè)子網(wǎng)都可已指派（使用）。子網(wǎng)劃分的目標(biāo)要求主要有以下兩個(gè)：（1）滿足子網(wǎng)數(shù)的要求；（2）滿足每一個(gè)子網(wǎng)內(nèi)可指派IP地址數(shù)的要求。子網(wǎng)劃分與網(wǎng)絡(luò)聚合子網(wǎng)劃分的結(jié)果有以下幾項(xiàng)：（1）每一個(gè)子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)地址和子網(wǎng)掩碼（必須求出）；（2）*每一個(gè)子網(wǎng)的IP地址數(shù)、IP地址范圍；（3）*每一個(gè)子網(wǎng)可以指派的IP地址數(shù)、可以指派的IP地址范圍；（4）*共計(jì)有多少個(gè)子網(wǎng)、每一個(gè)子網(wǎng)的子網(wǎng)號。其中，（2）（3）（4）帶*條目，根據(jù)題目需要選擇解答。子網(wǎng)劃分方法有平均子網(wǎng)劃分法、變長子網(wǎng)劃分法兩種。一、平均子網(wǎng)劃分平均子網(wǎng)劃分是將一個(gè)網(wǎng)絡(luò)（地址塊）平均劃分幾個(gè)IP地址數(shù)相等子網(wǎng)（小地址塊）的過程。平均子網(wǎng)劃分后，每一個(gè)子網(wǎng)的IP地址數(shù)相同，每一個(gè)子網(wǎng)的子網(wǎng)掩碼相同，但每一個(gè)子網(wǎng)的IP地址范圍不同、子網(wǎng)號不同。子網(wǎng)劃分首先須滿足每一個(gè)子網(wǎng)對可指派IP地址數(shù)的需求，一般來說，子網(wǎng)內(nèi)有多少臺主機(jī)，該子網(wǎng)至少需要多少個(gè)可指派IP地址；其次，要考慮子網(wǎng)數(shù)是否能滿足要求。采用平均子網(wǎng)劃分時(shí)，只要子網(wǎng)內(nèi)可指派IP地址數(shù)能夠滿足具有最多主機(jī)數(shù)的子網(wǎng)，其它子網(wǎng)就都能滿足了。設(shè)劃分子網(wǎng)后IP地址中主機(jī)號位數(shù)為h，則h應(yīng)滿足如下條件：

2h-2≥子網(wǎng)最多可容納主機(jī)數(shù)一、平均子網(wǎng)劃分由此計(jì)算出h以后，就可以得到子網(wǎng)掩碼，從而子網(wǎng)號的位數(shù)s（=h0-h）。子網(wǎng)掩碼前面1的位數(shù)M=32-h，每一個(gè)子網(wǎng)的掩碼都用斜線法記錄為/M（或者用點(diǎn)分十進(jìn)制數(shù)表示也行）。接著，計(jì)算出每一個(gè)子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)地址（主機(jī)號全0的IP地址），將每一個(gè)子網(wǎng)表示為“子網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)地址/M”的形式。然后，根據(jù)需要寫出每一個(gè)子網(wǎng)的IP地址范圍、可指派IP地址的范圍等參數(shù)。注意：各個(gè)子網(wǎng)的IP地址互不包含、不重疊、不交叉。一、平均子網(wǎng)劃分例1：已知某單位得到一個(gè)IP網(wǎng)絡(luò)（地址塊）為192.168.80.0/24，該單位有4個(gè)部門（一、二、三、四），每一個(gè)部門擁有的主機(jī)數(shù)分別為7、16、50、37臺。為滿足4個(gè)部門電腦上網(wǎng)的需求，請將該IP地址塊劃分為4個(gè)子網(wǎng)，分配給4個(gè)部門（已知設(shè)備支持CIDR技術(shù)）。解：已知IP地址塊192.168.80.0/24，該網(wǎng)絡(luò)中IP地址的網(wǎng)絡(luò)號（網(wǎng)絡(luò)前綴）為24位、主機(jī)號為8位（32-24=8）。找出具有最多主機(jī)的部門擁有的主機(jī)數(shù)（部門三：50臺主機(jī)），設(shè)分配給該部門的子網(wǎng)的IP地址中主機(jī)號的位數(shù)為h位，則h須滿足如下條件：

2h-2≥50解得：h≥6，取h=6.即子網(wǎng)中IP地址的主機(jī)號位數(shù)為6位，IP地址的網(wǎng)絡(luò)前綴位數(shù)32-6=26。一、平均子網(wǎng)劃分平均子網(wǎng)劃分，因此每一個(gè)子網(wǎng)的子網(wǎng)掩碼都是/26，或255.255.255.192；每一個(gè)子網(wǎng)內(nèi)IP地址數(shù)都是26=64個(gè)，每一個(gè)子網(wǎng)可指派IP地址數(shù)都是62個(gè)；每一個(gè)子網(wǎng)里第一個(gè)最小的IP地址（網(wǎng)絡(luò)地址）就是6位主機(jī)號全為0的IP地址、最大一個(gè)IP地址（廣播地址）是6位主機(jī)號全為1的IP地址。每一個(gè)子網(wǎng)所不同的是子網(wǎng)號不同。子網(wǎng)數(shù)與子網(wǎng)號。原地址塊中IP地址主機(jī)號8位，平均子網(wǎng)劃分每一個(gè)子網(wǎng)IP地址主機(jī)號6位，所以子網(wǎng)號位數(shù)為s=8-6=2，采用平均子網(wǎng)劃分法可以劃分22=4個(gè)子網(wǎng)（子網(wǎng)號分別為00、01、10、11），由于設(shè)備支持CIDR，4個(gè)子網(wǎng)都可以使用，剛好可以滿足要求。所以，采用平均子網(wǎng)劃分法劃分出來的4個(gè)子網(wǎng)如下：一、平均子網(wǎng)劃分子網(wǎng)號（部門）

子網(wǎng)(網(wǎng)絡(luò)地址/子網(wǎng)掩碼)

IP范圍

00（部門一）：192.168.80.0/26

192.168.80.0~192.168.80.6301（部門二）：

192.168.80.64/26

192.168.80.64~192.168.80.127

10（部門三）：

192.168.80.128/26192.168.80.128~192.168.80.191

11（部門四）：

192.168.80.192/26

192.168.80.192~192.168.80.255如果要問每一個(gè)子網(wǎng)可指派的IP地址范圍，只要將該子網(wǎng)IP范圍的最小的第一個(gè)IP地址（網(wǎng)絡(luò)地址）和最后一個(gè)最大IP地址（廣播地址）去掉就可以了。二、變長子網(wǎng)劃分變長子網(wǎng)劃分是將一個(gè)較大的網(wǎng)絡(luò)（地址塊）劃分為若干個(gè)IP地址數(shù)不相等的子網(wǎng)（小地址塊）的過程。變長子網(wǎng)的含義：每一個(gè)子網(wǎng)的子網(wǎng)掩碼不一樣，即每一個(gè)子網(wǎng)內(nèi)IP地址的主機(jī)號位數(shù)不一樣、每一個(gè)子網(wǎng)的IP地址數(shù)不一樣。為了使劃分出的子網(wǎng)互不重疊、不交叉、不包含，采用變長子網(wǎng)劃分時(shí)，應(yīng)按子網(wǎng)內(nèi)主機(jī)數(shù)從多到少的順序，逐個(gè)劃分子網(wǎng)。劃分前，應(yīng)將各個(gè)子網(wǎng)按照主機(jī)數(shù)多少（可指派IP地址數(shù)）排好序。先劃分最大一個(gè)子網(wǎng)，按以下幾步進(jìn)行。二、變長子網(wǎng)劃分（1）按照2h-2≥子網(wǎng)內(nèi)主機(jī)的臺數(shù)，算出h，得到掩碼/M（M=32-h）；（2）寫出這個(gè)子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)地址（該IP地址中的主機(jī)號全0）和地址塊表示形式；（3）寫出這個(gè)子網(wǎng)的IP地址數(shù)、IP地址范圍；（4）寫出這個(gè)子網(wǎng)的可指派IP地址數(shù)、可指派IP地址范圍。然后，重復(fù)上述(1)-(4)步驟，計(jì)算出下一個(gè)次大的子網(wǎng)，直到計(jì)算出所有子網(wǎng)。

特別注意：要按從多到少、順序劃分子網(wǎng)，才能使變長子網(wǎng)劃分法得到的各個(gè)子網(wǎng)互不包含、不重疊、不交叉。二、變長子網(wǎng)劃分例2：已知某單位得到一個(gè)IP網(wǎng)絡(luò)（地址塊）為192.168.80.0/24，該單位有5個(gè)部門一二三四五，每一個(gè)部門擁有的主機(jī)數(shù)分別為7、16、50、37、28臺。為滿足5個(gè)部門的需求，請將該IP地址塊劃分為5個(gè)子網(wǎng)，分配給5個(gè)部門（已知網(wǎng)絡(luò)設(shè)備支持CIDR技術(shù)）。

解：從已知地址塊192.168.80.0/24，可知該網(wǎng)絡(luò)IP中的網(wǎng)絡(luò)位24位、主機(jī)號8位。首先找到具有最多主機(jī)的部門擁有的主機(jī)數(shù)（部門三：50臺），設(shè)分配給該部門的子網(wǎng)中IP地址的主機(jī)號位數(shù)為h位，則h須滿足如下條件：2h-2≥50

解得：h≥6，取h=6.二、變長子網(wǎng)劃分原地址塊IP地址主機(jī)號位數(shù)為8位（共有256個(gè)IP地址），其中最大一個(gè)子網(wǎng)IP地址的主機(jī)號位數(shù)6位，于是子網(wǎng)號位數(shù)s=8-6=2，如果采用平均子網(wǎng)劃分法（每一個(gè)子網(wǎng)IP地址主機(jī)號為6位），則只能劃分出22=4個(gè)子網(wǎng)，而題目里有5個(gè)子網(wǎng)，不能滿足要求。因此，只能采用變長子網(wǎng)法，按照從多到少的順序逐個(gè)劃分出每一個(gè)子網(wǎng)。

上面計(jì)算2h-2≥50得出了h=6,第一個(gè)子網(wǎng)IP地址的主機(jī)號為6位，該子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)前綴位數(shù)32-6=26，因此，第1個(gè)子網(wǎng)的子網(wǎng)掩碼是/26（或255.255.255.192），第1個(gè)子網(wǎng)號為00(bit)，第一個(gè)子網(wǎng)最小的IP地址（網(wǎng)絡(luò)地址）6位主機(jī)號全為0，即為192.168.80.0，所以第一個(gè)子網(wǎng)可表示為192.168.80.0/26；二、變長子網(wǎng)劃分第1個(gè)子網(wǎng)最大的IP地址6位主機(jī)號全為1，即廣播地址為192.168.80.63；該子網(wǎng)的IP地址總數(shù)為26=64（個(gè)），該子網(wǎng)可指派的IP地址數(shù)為64-2=62（個(gè)）。

于是，得到的第1個(gè)子網(wǎng)為：子網(wǎng)號：00（部門三）：192.168.80.0/26，IP范圍：192.168.80.0~192.168.80.63按照同樣的方法，可劃分出余下的4個(gè)子網(wǎng)，它們分別是：子網(wǎng)號:01（部門四）：192.168.80.64/26，IP范圍：192.168.80.64~192.168.80.127子網(wǎng)號:100(部門五)192.168.80.128/27，IP范圍:192.168.80.128~192.168.80.159子網(wǎng)號:101(部門二):192.168.80.160/27，IP范圍:192.168.80.160~192.168.80.191子網(wǎng)號:1100(部門一):192.168.80.192/28,IP范圍:192.168.80.192~192.168.80.207若要寫出每一個(gè)子網(wǎng)的可指派IP地址范圍，只要去掉每一個(gè)子網(wǎng)IP范圍中第一個(gè)IP地址和最后一個(gè)IP地址就可以了。在子網(wǎng)劃分時(shí)，子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)地址（點(diǎn)分十進(jìn)制形式）的正確形式很難一下子就看出來，要先將IP地址寫成二進(jìn)制形式，然后變換為點(diǎn)分十進(jìn)制形式。否則，容易出錯(cuò)。三、網(wǎng)絡(luò)聚合網(wǎng)絡(luò)聚合是將幾個(gè)較小的網(wǎng)絡(luò)（小地址塊）組合成一個(gè)較大網(wǎng)絡(luò)（大地址塊）的過程，也叫構(gòu)造超網(wǎng)。網(wǎng)絡(luò)聚合是子網(wǎng)劃分的逆過程。網(wǎng)絡(luò)聚合的前提，是知道每一個(gè)較小網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)地址和網(wǎng)絡(luò)前綴位數(shù)（掩碼）；網(wǎng)絡(luò)聚合的方法比較簡單，是這樣的：第一步，先將每一個(gè)小網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制形式（如果所有網(wǎng)絡(luò)地址某個(gè)字節(jié)的十進(jìn)制形式都相同，則可以不轉(zhuǎn)換）；第二步，找到幾個(gè)小網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)地址的網(wǎng)絡(luò)前綴位相同的二進(jìn)制位（從第1位開始），這些相同的二進(jìn)制位就是聚合后的網(wǎng)絡(luò)前綴，相同的二進(jìn)制位數(shù)M就是聚合后網(wǎng)絡(luò)的掩碼位；第三步，將IP地址中余下的位數(shù)（新的主機(jī)位）全部變?yōu)?。第四步，將第二步和第三步的結(jié)果組合在一起，就是聚合后新網(wǎng)絡(luò)（地址塊）的網(wǎng)絡(luò)地址。三、網(wǎng)絡(luò)聚合最后得到，聚合以后的網(wǎng)絡(luò)：聚合后新網(wǎng)絡(luò)地址/M。聚合后的新網(wǎng)絡(luò)（大地址塊）包含著參與聚合的每一個(gè)小網(wǎng)絡(luò)（小地址塊）的全部IP地址，聚合后新網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)前綴位減少了、主機(jī)號位數(shù)增加了。網(wǎng)絡(luò)聚合的最終結(jié)果，至少要寫出聚合后網(wǎng)絡(luò)（地址塊）的網(wǎng)絡(luò)地址和掩碼；根據(jù)需要，還可寫出IP地址范圍（IP地址數(shù)）、可指派IP地址范圍（可指派IP地址數(shù)）等。例３.已知2個(gè)C類網(wǎng)絡(luò)分別為192.168.9.0/24、192.168.10.0/24，請將這2個(gè)網(wǎng)絡(luò)聚合為一個(gè)新的網(wǎng)絡(luò)。解：先將這2個(gè)網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)地址寫成二進(jìn)制形式（整個(gè)字節(jié)相同的，可不化為二進(jìn)制數(shù)），并按數(shù)位對齊，如下所示：192.168.(00001001.00000000)2192.168.(00001010.00000000)2三、網(wǎng)絡(luò)聚合可看出，這2個(gè)網(wǎng)絡(luò)相同的前綴位是192.168.(000010)2，相同位數(shù)是22bits，這就是聚合后網(wǎng)絡(luò)的前綴位，這就確定聚合后的掩碼為/22；IP地址后面的10bits就是聚合后網(wǎng)絡(luò)的主機(jī)號，將后面10bits的主機(jī)號全部寫為0，這個(gè)IP地址就是聚合后網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)地址，即聚合后的網(wǎng)絡(luò)地址為192.168.(00001000.00000000)2，寫成點(diǎn)分十進(jìn)制的形式為192.168.8.0。于是，聚合后的網(wǎng)絡(luò)（地址塊）為192.168.8.0/22聚合網(wǎng)絡(luò)的廣播地址(主機(jī)號全為1)為：192.168.(00001011.11111111)2，即192.168.11.255。聚合以后網(wǎng)絡(luò)的IP地址范圍為：192.168.8.0~192.168.11.255（IP地址數(shù)為1024個(gè)）可指派IP地址范圍為：192.168.8.1~192.168.11.254（可指派IP地址數(shù)為1022個(gè)）三、網(wǎng)絡(luò)聚合例4.已知3個(gè)IP地址塊：65.32.40/24、65.33.64/18、65.34.80/20，請將這3個(gè)地址塊聚合為一個(gè)大的IP地址塊。解：先將這3個(gè)IP地址塊的網(wǎng)絡(luò)地址以二進(jìn)制形式寫出來（前幾個(gè)字節(jié)整字節(jié)相同的可不化為二進(jìn)制數(shù)），并按數(shù)位對齊，如下所示：65.(00100000.00101000.00000000)265.(00100001.01000000.00000000)265.(00100010.01010000.00000000)2可看出，這2個(gè)網(wǎng)絡(luò)相同的前綴位是65.(001000)2，有14bits，這就是聚合后網(wǎng)絡(luò)的前綴位，聚合后的掩碼為/14；后面不相同的有18bits，這就是聚合后網(wǎng)絡(luò)的主機(jī)號，將主機(jī)號全部寫為0，這個(gè)IP地址就是聚合以后的網(wǎng)絡(luò)地址，即65.(00100000.00000000.00000000)2，寫成點(diǎn)分十進(jìn)制的形式為65.32.0.0。三、網(wǎng)絡(luò)聚合因此，3個(gè)地址塊聚合后的地址塊為65.32.0.0/14或65.32/14其IP地址范圍為：65.32.0.