计算机网络-子网划分与CRC差错校验

IP协议是 TCP/IP体系中最主要的协议之一，也是最重要的互联网协议之一。 IP协议是32位，通常使用点分十进制来表示：如，我们最常见的本地地址 127.0.0.1，以 .来隔开8个位。

每个IP地址都是由两部分组成网络号和主机号。

IP地址的分类

发展早期采用的分类的IP地址，是固定的几个分类组，分为五类，这五类也是使用不同的网络号位数来进行划分。

分析上表，可以发现这五类IP地址的特点和可划分子网数，和应用领域，首先，要知道划分子网时如果要得到最大主机数需要减去广播地址和网络地址，这两个地址是一个网段中特殊的存在。

广播地址：用于向网络中所有主机发送信息的IP地址，是一个网段中特殊的存在，广播地址用于向目标网络中所有主机发送信息。需要得到一个IP地址的广播地址，只需要将IP地址的主机号全改为1即可得到。

• 例：192.168.0.100/24 的广播地址为 192.168.0.255

网络地址：用于标识网络中的IP地址，网络地址用于标识数据包的目标网络，路由器将根据该网络地址将数据包转发到相应的网络。需要得到一个IP地址的网络地址，只需要将IP地址的主机号全改为0即可得到。

• 例：192.168.130.1/16 的网络地址为 192.168.0.0

A类地址

• 网络号只占一个字节

• 第一个bit位是0

• 每一个A类网络最大主机数为(2^24) -2（减去广播地址和网络地址）

B类地址

• 网络号占两个字节
• 前两个bit位是10
• 每一个B类网络最大主机数为(2^16) -2=65534（减去广播地址和网络地址）

C类地址

• 网络号占三个字节
• 前三个bit位是110
• 每一个C类网络最大主机数为(2^8) -2=254（减去广播地址和网络地址）

D类地址和E类地址和特殊IP地址

D类地址作为多播使用，E类地址作为保留，这里不再介绍……

特殊IP地址，指一般不指派其他功能的IP地址。

网络号	主机号	源地址使用	目的地址使用	意义
0	0	yes	no	在本网络中的本主机
0	X	yes	no	在本网络上主机号为X的主机
全1	全1	no	yes	只在本网络中进行广播
Y	全1	no	yes	对所有使用Y网络的所有主机进行广播
127	全0~全1	yes	yes	用于本地环回测试

子网掩码

子网掩码一般是和IP地址配套使用。每个网段都有一个子网掩码，子网掩码的作用是确定两个IP或者多个IP是否处于一个子网中，子网掩码就是一个网段中主机号全为1。子网掩码通常是由32位的二进制数字，那么如何判断一个IP地址的子网掩码呢？

例：一个地址192.168.1.13，请写出它的子网掩码。

1. 进行分析一般这种的IP没有具体给出位数，我们可以进行查表，首先我们将第一个字节转换成二进制，得到 1110 0000，经过观察发现是C类IP地址，得到网络号为24位。
2. 24代表的就是这个IP的子网掩码，说明这个数字前24位都是1，得到子网掩码为 255.255.255.0

例：一个地址160.1.1.0/8,请写出它的子网掩码。

答：255.0.0.0

实战💪

📚一个公司一共有四个部门，部门A有59台计算机，部门B有28台计算机，部门C有17台计算机，部门D有25台计算机，组成公司局域网，每个部门单独构成一个子网，该公司只分配有一个C类网络地址192.168.1.0

(1). 求划分的子网个数及其每个子网的主机数和子网掩码。

(2). 求每个子网中ip地址范围和最大地址和最小地址, 写出每个子网的广播地址和网络地址。

解(1)：

① C类地址说明本来的子网掩码为24位，也就是 255.255.255.0

② 划分子网的重要概念是先知道他的部门数目和部门最大需要主机数，用于确定是否可以进行子网划分

③ 部门 4 个 ，划分子网数必须是2的幂次，而4=2^{2,在主机号中**划出两位**作为新的网络号，主机数需要减两位：2}(8-2)-2(减去网络地址和广播地址) = 62（个），符合条件。

④ 得到4个不同的子网，得到新的IP192.168.1.0/26,这个26代表就是主机号，知道主机号，求得子网掩码：255.255.255.192

⑤所以第一问是子网个数为4，主机数62，子网掩码255.255.255.192。

解(2):

根据第一问划分为4个子网，我们可以得到以下4个子网。（前面24位不变，划分后面主机号作为子网号,规律：在前一个的基础上+2^8-n。n是被划走作为主机号的位数）

子网	最小地址（最后一位主机号为1）	最大地址（最后一个主机位为0）	广播地址（主机号全为1）	网络地址（主机号全为0）
①192.168.1.00 000000	192.168.1.1	192.168.1.62	192.168.1.63**/26**	192.168.1.0**/26**
②192.168.1.01 000000	192.168.1.65	192.168.1.126	192.168.1.127**/26**	192.168.1.64**/26**
③ 192.168.1.10 000000	192.168.1.129	192.168.1.190	192.168.1.191**/26**	192.168.1.128**/26**
④192.168.1.11 000000	192.168.1.193	192.168.1.254	192.168.1.255**/26**	192.168.1.192**/26**

📚一个公司决定划分5个子网，现在有一个网络地址145.12.16.64/26，请计算这个公司划分每个子网的主机数、子网掩码和每个网段的最大和最小地址、广播地址和网络地址。

①原来网络号不变，需要考虑5个子网需要在主机号中借几位，2^n>=5->23=8,在主机号中借3位，主机数划分为8个，得到新的网络地址145.12.16.64/29，那么这个网络地址的子网掩码：255.255.255.248

②根据网段划分得到8个子网（以145.12.16.64为基础划分子网，所以这里第一个子网是0100 0000 = 64）：

子网	最小地址（最后一位主机号为1）	最大地址（最后一个主机位为0）	广播地址（主机号全为1）	网络地址（主机号全为0）
145.12.16.64（0100 0000）	145.12.16.65（0100 0001）	145.12.16.6570（0100 0110）	145.12.16.71（0100 0111）	145.12.16.64（0100 0000）
145.12.16.72（0100 1000）
145.12.16.80（0101 0000）
145.12.16.88（0101 1000）
145.12.16.96（0101 1000）
145.12.16.104（0110 1000）
145.12.16.112（0111 0000）
145.12.16.120（0111 1000）

接下来的表，可以尝试自己填一下！试试自己的学习成果！