学习笔记——IP地址网络协议——VLSM-可变长子网掩码(子网划分)

四、VLSM-可变长子网掩码(子网划分)

1、为什么要子网划分

为什么要子网划分：有类IP地址规划的缺陷。IP地址空间只能按照默认的类别使用，例如一个B类地址，默认掩码为255.255.0.0，意味着这个地址空间里有2的16次方个IP，并且该网络只能用于一个广播域，IP地址空间的极大浪费；

一个广播域中PC数量过于庞大，网络可能被广播报文消耗大量的资源。

2、VLSM可变长子网掩码

VLSM(Variable Length Subnet Mask，可变长子网掩码)就是通过借位，借的是主机位，来制造新的网络(子网)，划分出的新子网都是等分划分的。灵活划分子网，让IP地址使用效率更高效，缺省子网掩码可以进一步划分，成为变长子网掩(VLSM)。通过改变子网掩码，可以将网络划分为多个子网。借用一部分主机位作为网络位。只能用于A、B、C类地址。

VLSM子网划分技术: 通过控制网络位的数量,以此来实现，网络位增加，主机位减少。

1、网络位增加：网段变多

2、主机位减少：每个网段可用的主机数量变少

子网划分作用∶

满足不同网络对IP地址的需求

实现网络的层次性

节省IP地址

默认子网掩码可以进一步划分，成为变长子网掩码(VLSM)

操作核心就是∶网络位向主机位"借位"

3、如何进行子网划分

A、原网段分析

假设有一个C类网段地址∶192.168.10.0;默认情况下，网络掩码为24位，其中包括24位网络位，8位主机位。通过计算可知，这样的网络中，有256个IP地址。

B、向主机借位

现在，将原有的24位网络位向主机位去"借"1位，这样网络位就扩充到了25位，相对的主机位就变成了7位，而借过来的这1位就是子网位，此时网络掩码就变成了25位，即255.255.255.128或/25。

子网位∶可取值0或取值1，则得到了两个新的子网。通过计算可知，现在网络中，有128个IP地址

C、计算子网网络地址

计算网络地址，主机位全为0，代表一个网段(头)∶

如果子网位取值0，则网络地址为192.168.10.0/25。

如果子网位取值1，则网络地址为192.168.10.128/25。

计算子网广播地址

计算广播地址，主机位全为1，代表一个网段内的所有节点(尾)∶

如果子网位取值0，则网络地址为192.168.10.127/25。

如果子网位取值1，则网络地址为192.168.10.255/25。

公式：主机数=2^n //n代表主机位

可用主机数=2^n-2 //网络地址和广播地址不分配

1100 0001. 0000 0001. 0000 0001. 0000 0000 > 网络地址-193.1.1.0

1100 0001. 0000 0001. 0000 0001. 1111 1111 > 网络地址-193.1.1.255

1111 1111. 1111 1111. 1111 1111. 0000 0000 > 子网掩码

可用地址范围: 193.1.1.1---193.1.1.254 2^8-2=254 2^主机位次方-2=主机数量。

4、子网划分案例详细分析

子网划分案例1

项目部	58人	地址：194.2.3.128/26
研发部	100人	地址：194.2.3.0/25
市场部	27人	地址：194.2.3.192/27
财务部	15人	地址：194.2.3.224/27
地址：194.2.3.0/24

可分配的地址：194.2.3.0000 0000 = 194.2.3.0/24

研发部 100人--->该子网下满足100人--->需要>100个地址

2^x-2≥100 x=主机位=7 使用7个主机位，借1位

划分出两个子网(两个网段)：194.2.3.0 0000000/25——194.2.3.0 /25(研发部用此网段)

194.2.3.1 0000000/25——194.2.3.128 /25(此网段给下面使用)

用此网段划分主机地址：194.2.3.0 0000000/25——194.2.3.0 /25(研发部用此网段)

网络地址：194.2.3.0 0000000/25——194.2.3.0/25

广播地址：194.2.3.0 1111111/25——194.2.3.127/25

可使用的地址范围：194.2.3.1/25 - 194.2.3.126/25

可分配地址：194.2.3.1 000 0000 = 194.2.3.128 /25

项目部： 58人--->该子网下满足58人--->需要≥58个地址

2^x-2≥58 x=主机位=6 使用6个主机位 在此基础上，再借1位

划分出两个子网(两个网段)：194.2.3.10 000000——194.2.3.128/26(项目部用此网段)

194.2.3.11 000000——194.2.3.192/26(此网段给下面使用)

用此网段划分主机地址：194.2.3.10 000000——194.2.3.128/26

网络地址：194.2.3.10 000000/26——194.2.3.128/26

广播地址：194.2.3.10 111111/26——194.2.3.191/26

可使用的地址范围：194.2.3.129/26 - 194.2.3.190/26

可分配地址：194.2.3.1 00 0000/26——194.2.3.192/26

市场部：27人--->该子网下满足27人--->需要≥27个地址

2^x-2≥27 x=主机位=5 使用5个主机位 在此基础上，再借1位

划分出两个子网(两个网段)：194.2.3.110 00000 27——194.2.3.192/27(市场部用此网段)

194.2.3.111 00000/27——194.2.3.224/27(此网段给下面使用)

用此网段划分主机地址：194.2.3.110 00000 27——194.2.3.192/27

网络地址：194.2.3.110 00000 /27——194.2.3.192 /27

广播地址：194.2.3.110 11111 /27——194.2.3.223 /27

可使用的地址范围：194.2.3.193 /27 - 194.2.3.222/27

可分配的网段：194.2.3.111 00000/27——194.2.3.224/27

财务部：15人---->该子网下满足15人---->需要>15个地址

2^x-2≥15 x=主机位=5 使用5个主机位 在此基础上，无需借位

用此网段划分主机地址：194.2.3.111 00000/27——194.2.3.224/27

网络地址：194.2.3.111 00000/27——194.2.3.224/27

广播地址：194.2.3.111 11111/27——194.2.3.255/27

可使用的地址范围：194.2.3.225 /27 - 194.2.3.254/27

子网划分案例2

A、B、C、D、E 属于有类的路由。有类路由是子网掩码是固定的，无法更改。

IP地址分为：网络位+主机位 //其中，网络位用子网掩码来标识

公式：主机数=2^n //n代表主机位

可用主机数=2^n-2 //网络地址和广播地址不分配

先划分主机最多的网段

30台主机的分配：2^n-2>=30 n=5 得出要分配的主机位为5，子网掩码为：32-5=27位

从192.168.1.0开始划分，算出子网掩码位为27。先转换为二进制

1 1 0 0 0 0 0 0 . 1 0 1 0 1 0 0 0 . 0 0 0 0 0 0 0 1 . 0 0 0 00000 //网段

1 1 1 1 1 1 1 1 . 1 1 1 1 1 1 1 1 . 1 1 1 1 1 1 1 1 . 1 1 1 00000 //子网掩码

--------------------------------------------------------------------------------------

1 1 0 0 0 0 0 0 . 1 0 1 0 1 0 0 0 . 0 0 0 0 0 0 0 1 . 0 0 0 11111 //广播地址

网络地址：192.168.1.0/27 广播地址：192.168.1.31/27

可配置主机地址：192.168.1.1/27 ~ 192.168.1.30/27

20台主机的分配：2^n-2>=20 n=5 得出要分配的主机位为5，子网掩码为：32-5=27位

从192.168.1.32开始，算出子网掩码位为27。先转换为二进制

1 1 0 0 0 0 0 0 . 1 0 1 0 1 0 0 0 . 0 0 0 0 0 0 0 1 . 0 0 1 00000 //网段

1 1 1 1 1 1 1 1 . 1 1 1 1 1 1 1 1 . 1 1 1 1 1 1 1 1 . 1 1 1 00000 //子网掩码

---------------------------------------------------------------------------------------1 1 0 0 0 0 0 0 . 1 0 1 0 1 0 0 0 . 0 0 0 0 0 0 0 1 . 0 0 1 11111 //广播地址

网络地址：192.168.1.32/27 广播地址：192.168.1.63/27

可配置主机地址：192.168.1.33/27 ~ 192.168.1.62/27

10台主机的分配：2^n-2>=10 n=4 得出要分配的主机位为4，子网掩码为：32-5=28位

从192.168.1.64开始，算出子网掩码位为28。先转换为二进制

1 1 0 0 0 0 0 0 . 1 0 1 0 1 0 0 0 . 0 0 0 0 0 0 0 1 . 0 1 0 0 0000 //网段

1 1 1 1 1 1 1 1 . 1 1 1 1 1 1 1 1 . 1 1 1 1 1 1 1 1 . 1 1 1 1 0000 //子网掩码

---------------------------------------------------------------------------------------

1 1 0 0 0 0 0 0 . 1 0 1 0 1 0 0 0 . 0 0 0 0 0 0 0 1 . 0 1 0 0 1111 //广播地址

网络地址：192.168.1.64/28 广播地址：192.168.1.79/28

可配置主机地址：192.168.1.65/28 ~ 192.168.1.78/28

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