IP地址、子网划分

news2024/11/21 2:24:14

目录

    • 一、IP地址
      • 1.IP地址表示
      • 2.分类IP地址
      • 3.无分类编址 CIDR
      • 4.特殊IP地址
    • 二、子网划分
      • 1.子网、子网掩码、子网划分VLSM
      • 2.网络地址、广播地址
      • 3.示例1：等分为两个子网
        • 3.1 划分前：
        • 3.2 划分后：
      • 4.示例2：等分为四个子网
        • 3.1 划分前：
        • 3.2 划分后：
    • 三、补充：超网

易混淆概念：

  • 本篇文章中，网络号=网络地址，主机号=主机地址，不作明确区分。

一、IP地址

1.IP地址表示

  • 机器中存放的IP地址是32位的二进制代码，每隔8位插入一个空格，可提高可读性，为了便于理解和设置，一般会采用点分十进制方法来表示。
  • 点分十进制：将32位二进制代码每8位二进制转换成十进制，就变成了4个十进制数，而后在每个十进制数间隔中插入.，如下所示，最终为：128.11.3.31。
  • 因为每个十进制数都是由8个二进制数转换而来，因此每个十进制数的取值范围为0-255（掌握二进制转十进制的快速计算方法，牢记2的幂指数值，实现快速转换）。

2.分类IP地址

分类IP地址：IP地址分四段，每段8位，共32位二进制数组成。在逻辑上，这32位IP地址分为网络地址和主机地址：

依据网络号位数的不同，可以将IP地址分为以下几类：（下划线表示网络号）

在这里插入图片描述

3.无分类编址 CIDR

无分类编址 CIDR：（Classless Inter-Domain Routing），即不按照 A、B、C类规则，是IPv4地址空间中一种对地址进行编址和分配的方法。

  • 其主要目的是采用更高效的分配方案来减少IPv4地址空间中的浪费和碎片。
  • CIDR被广泛使用于互联网和企业内部网络。
  • 采用CIDR的方式表示IPv4地址，包括网络地址和主机地址两部分。
  • 无分类编址格式为：IP地址/位数，这里的位数指的是网络前缀长度或者子网掩码的长度，它表示子网掩码中网络地址占用的二进制位数。在 IPv4 中，网络前缀长度的取值范围是0~32。示例：172.17.24.18/20，表示的IP地址为172.17.24.18，其网络号占20位，因此主机号占32-20=12位，可以划分子网。

4.特殊IP地址

公有地址：通过它直接访问因特网。是全网唯一的IP地址。

私有地址：属于非注册地址，专门为组织机构内部使用，不能直接访问因特网，下表所示为私有地址范围：

类别IP地址范围网络号网络数
A10.0.0.0~10.255.255.255101
B172.16.0.0~172.31.255.255172.16~172.3116
C192.168.0.0~192.168.255.255192.168.1~192.168.255256

其他特殊地址如下表所示：

网络号主机号源地址使用目的地址使用代表的意思
00可以不可在本网络上的本主机
全1全1不可可以在本网络上进行广播
Net-ID全1不可可以对Net-ID上的所有主机进行广播
127非全0或全1的数可以可以用作本地软件回环测试
169.254非全0或全1的数可以可以Windows主机DHCP服务器故障分配

二、子网划分

子网划分：一般公司在申请网络时，会直接获得一个范围很大的网络，如一个B类地址，因为主机数之间相差的太大了，不利于分配，我们一般采用子网划分的方法来划分网络，即自定义网络号位数，就能自定义主机号位数，就能根据主机个数来划分出最适合的方案，不会造成资源的浪费。

1.子网、子网掩码、子网划分VLSM

子网：一般的IP地址按标准划分为A、B、C类后，可以再进行划分，将主机地址拿出几位作为子网号，就可以划分出多个子网，此时IP地址组成为：网络地址+子网号+主机地址。

在这里插入图片描述

子网掩码：网络号和子网号都为1，主机号都为0，这样的地址为子网掩码。

  • A类地址：默认的子网掩码是255.0.0.0，即：/8。
  • B类地址：默认的子网掩码是255.255.0.0，即：/16。
  • C类地址：默认的子网掩码是255.255.255.0，即：/25。

注意： 子网号可以为全0或全1，主机号不能为全0或全1，因此，主机数需要-2，而子网数不用。

子网划分 VLSM：（Variable Length Subnet Masking）指的是可变长度子网掩码，在网络工程中是一种技术，它允许在同一网络号下使用多种不同的子网掩码，以便更好地利用IP地址空间，提高网络地可扩展性和安全性。

2.网络地址、广播地址

网络地址：IP地址与子网掩码进行“与”运算（截取），得到网络地址。（从前面截取网络号长度的IP地址，主机号为0）

广播地址：子网掩码“取反”运算，然后与网络地址进行“或”运算（拼接），得到广播地址。（从前面截取网络号长度的IP地址，主机号为1）

例如：172.17.24.18/20

  • 子网掩码的二进制表示为前20位（网络号）为1，其余12位（主机号）为0，得：11111111.11111111.11110000.00000000，即：255.255.240.0；
  • IP地址的二进制表示为：10101100.00010001.00011000.00010010；
  • IP地址与子网掩码按位“与”运算 结果（截取）：10101100.00010001.00010000.00000000 即：172.17.16.0；（网络地址）
  • 子网掩码按位取反结果：00000000.00000000.00001111.11111111；
  • 子网掩码按位取反，与网络地址进行或运算（拼接）结果：10101100.00010001.00011111.11111111，即：172.17.31.255。（广播地址）

在这里插入图片描述

3.示例1：等分为两个子网

规律：如果需要等分为2^n个子网，子网掩码往右移动n位。

把网络 172.17.24.0/20 划分为 172.17.24.0/21。

  • 网络号由20变为21，说明拿出1位作为子网号，可以划分出 2^1=2 个子网；

  • 主机号为 32-21=11 位，由于主机号不能为全0或全1，所以共 2^11-2=2046 个主机地址。

  • 计算子网掩码，网络号和子网号都为1，主机号都为0，IP地址中每个分段为8位，由网络号为21可知，前21位为1，后11位为0，子网掩码为：255.255.248.0。

    （补充：计算子网掩码小技巧，子网掩码的高位都是1，那么说明只要为1的最低位加1就可以进位得到256，那么11111000中，值为1的最低位为2((32-网络号)%8)=2((32-21)%8)=2^3=8，那么11111000=256-8=248。）

  • 划分后的子网范围：

    • 网络地址1：172.17.16.0/21， 可用地址：172.17.16.1~172.17.23.254，广播地址：172.17.23.255。
    • 网络地址2：172.17.24.0/21，可用地址：172.17.24.1~172.17.31.254，广播地址：172.17.31.255

在这里插入图片描述

3.1 划分前：

在这里插入图片描述

3.2 划分后：

4.示例2：等分为四个子网

规律：如果需要等分为2^n个子网，子网掩码往右移动n位。

把网络 172.17.24.0/20 划分为 172.17.24.0/22。

  • 网络号由20变为22，说明拿出2位作为子网号，可以划分出 2^2=4 个子网；

  • 主机号为 32-22=10 位，由于主机号不能为全0或全1，所以共 2^10-2=1022 个主机地址。

  • 计算子网掩码，网络号和子网号都为1，主机号都为0，IP地址中每个分段为8位，由网络号为21可知，前22位为1，后10位为0，子网掩码为：255.255.252.0。

    （补充：计算子网掩码小技巧，子网掩码的高位都是1，那么说明只要为1的最低位加1就可以进位得到256，那么11111100中，值为1的最低位为2((32-网络号)%8)=2((32-22)%8)=2^2=4，那么11111000=256-4=252。）

  • 划分后的子网范围：

    • 网络地址1：172.17.16.0/21， 可用地址：172.17.16.1~172.17.19.254，广播地址：172.17.19.255。
    • 网络地址2：172.17.20.0/21，可用地址：172.17.20.1~172.17.23.254，广播地址：172.17.23.255
    • 网络地址3：172.17.24.0/21， 可用地址：172.17.24.1~172.17.27.254，广播地址：172.17.27.255。
    • 网络地址4：172.17.28.0/21，可用地址：172.17.28.1~172.17.31.254，广播地址：172.17.31.255

在这里插入图片描述

3.1 划分前：

在这里插入图片描述

3.2 划分后：

三、补充：超网

汇聚网络为超网：就是划分子网的逆过程，将网络号取出几位作为主机号，此时，这个网络内的主机数量就变多了，成为一个更大的网络。

整理完毕，完结撒花~ 🌻





参考地址：

1.广播地址怎么计算，https://www.680.com/it/1912/shouji-128273.html

2.子网划分详解，https://blog.csdn.net/qdz060525/article/details/127779693

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