如何进行子网的划分

Posted on Wed, 25 Dec 2024 14:00:08 +0800 by LiangMingJian

什么是子网

把单一网络划分为多个物理网络，并使用路由器将其互联，这里的多个网络就是子网。通过划分子网可以提高 IP 地址使用率，隔离广播域带来的影响，提高一个网络的灵活性。

如何划分子网

每个子网有 3 类地址：网络地址，主机分配地址，广播地址。如子网 192.168.1.0 — 192.168.1.63。其网络地址 192.168.1.0，广播地址 192.168.1.63，主机分配地址 192.168.1.1 — 192.168.1.62。

要对 IP 段 192.168.1.0 至 192.168.1.255 的 256 个 IP 划分 4 个子网 ，每个子网可以分 64 个 IP，可以这样来操作。

  • 192.168.1.0 - 192.168.1.63
  • 192.168.1.64 - 192.168.1.127
  • 192.168.1.128 - 192.168.1.191
  • 192.168.1.192 - 192.168.1.255

我们可以这样来描述所分的 IP 段

  • 192.168.1.0 /26
  • 192.168.1.64 /26
  • 192.168.1.128 /26
  • 192.168.1.192 /26

子网掩码的定义

子网掩码不等于子网 ，IP地址在未做子网划分时，称之为默认掩码。比如 A 类 \8 255.0.0.0，B 类 \16 255.255.0.0，C 类 \24 255.255.255.0，划分子网就是打破默认的子网掩码，灵活划分 IP 数量。

子网掩码是判断两个 IP 地址是否同属一个子网的标志，同时也是一个 32 位二进制地址，它和 IP 地址一样也是使用点式十进制来表示的。如果两个 IP 地址在和子网掩码的按位与计算下所得结果相同，即表明它们共属于同一子网中。

以 IP 段 192.168.1.0 - 192.168.1.63 为例，其二进制表示为

  • 192.168.1.0 — 1100-0000.1010-1000.0000-0001.0000-0000
  • 192.168.1.63 — 1100-0000.1010-1000.0000-0001.0011-1111

首尾地址完全相同的是 1100-0000.1010-1000.0000-0001.00，这 26 位，那么我们就可以用 192.168.1.0 /26 表示这个 IP 段。将相同部分全部置 1，其他为 0，得 1111-1111.1111-1111.1111-1111.1100-0000，即 255.255.255.192，这就是子网掩码。显然，IP 段 192.168.1.0 至 192.168.1.255 的掩码为 255.255.255.0 /24。

划分子网就要从子网掩码中借位，从主机最高位开始借，只能连续，不能断续借位。子网掩码又分为：

  • 定长子网掩码（FLSM）：使用同一个子网掩码划分子网，分类网络使用，每个子网 IP 地址相同；
  • 变长子网掩码（VLSM）：使用不同的子网掩码划分子网，无类网络使用，每个子网 IP 地址可以不相同；

掩码/ 26 是什么？

上述所分子网的掩码 255.255.255.192 是 1111-1111.1111-1111.1111-1111.1100-0000 ，一共有 26 个 1，所以为了简化表示，我们可以用 /26 代替 255.255.255.192。

子网的计算公式

  • 子网数 = 2^n（n是向主机借位数量，比如掩码/24划分为掩码/26的子网，需要向主机位借26-24=2位，因此子网数=4）
  • 可用主机数 = 2^主机号 - 2（在子网中，全0和全1的地址将作为网关和广播地址，无法被主机使用）

示例

存在子网 192.168.10.1/27，请计算这个网络有多少个子网？

  • 显然这是一个 C 类 IP 地址，但子网掩码不是默认的 /24，所以它是一个划分过的子网。因为划分子网需要向主机位借位
  • 因此：子网数 = 2^(27-24) = 8 个

存在子网 192.168.10.1/27，请计算子网中的主机数？和可用主机数？

  • 由 /27 可知该子网的网络号为 27，显然主机号为 4 X 8 - 27 = 5
  • 因此：主机数 = 2^5 = 32 台
  • 因此：可用主机数 = 32 - 2 = 30 台

Ex.为什么要划分子网

  1. 如果不划分子网，那么每个路由器中路由表的信息量将会非常大，影响网络的速度与性能。划分子网后，将减少广播所带来的负面影响，提高整体的性能。
  2. 相对来看，节省了 IP 地址资源，在分配地址时，不再按类地址进行分配，而是按需分配，所以总的来说，被浪费的 IP 地址少了，IP 地址资源节省了。
  3. 虽然划分子网没有增加可用 IP 地址，而且减少了可用 IP 地址（因为每个子网中的全 0 网络地址和全 1 广播地址均不能作为主机 IP 来使用）。但通过对一个网络进行子网划分，将一个大网络分成多个小的网络的操作，可以让更多的人拥有 IP 地址。比如，当一组 IP 地址指定给一个公司时，公司可以将该网络分割成多个小网络，分配给每个部门使用。