【linux】相關之網路IP地址與子網的劃分

不一樣的天空w發表於2016-10-23
國際規定:把所有的IP地址劃分為 A,B,C,D,E
  A類地址:範圍從01270是保留的並且表示所有IP地址,而127也是保留
的地址,並且是用於測試環回用的。因此,A類地址的範圍其實是從1126之間。
如:10.0.0.1,第一段號碼為網路號碼,剩下的三段號碼為本地計算機的號碼。轉換
2進位制來說,一個AIP地址由1位元組的網路地址和3位元組主機地址組成,網路地址
的最高位必須是,地址範圍從0.0.0.1 126.0.0.0。可用的A類網路有126個,
每個網路能容納1億多個主機(224次方的主機數目)。以子網掩碼來進行區別:
255.0.0.0
  
B類地址:範圍從128-191,如172.168.1.1,第一和第二段號碼為網路號碼,剩
下的2段號碼為本地計算機的號碼。轉換為2進位制來說,一個BIP地址由2個位元組的
網路地址和2個位元組的主機地址組成,網路地址的最高位必須是“10,地址範
圍從128.0.0.0191.255.255.255。可用的B類網路有16382個,每個網路能容納6萬多
個主機。以子網掩碼來進行區別:255.255.0.0
 
C類地址:範圍從192-223,如192.168.1.1,第一,第二,第三段號碼為網路號
碼,剩下的最後一段號碼為本地計算機的號碼。轉換為2進位制來說,一個CIP地址
3位元組的網路地址和1位元組的主機地址組成,網路地址的最高位必須是“110。範
圍從192.0.0.0223.255.255.255C類網路可達209萬餘個,每個網路能容納254個主
機。以子網掩碼來進行區別:255.255.255.0
  
D類地址:範圍從224-239DIP地址第一個位元組以1110開始,它是
一個專門保留的地址。它並不指向特定的網路,目前這一類地址被用在多點廣播
Multicast)中。多點廣播地址用來一次定址一組計算機,它標識共享同一協議的
一組計算機。
     
E類地址:範圍從240-254,以“11110”開始,為將來使用保留。 全零
“0.0.0.0)地址對應於當前主機。全“1”IP地址(“255255255255”)是
當前子網的廣播地址。
 
在日常網路環境中,基本是都在使用B,C兩大類地址,而ADE3類地址都不打可
能被使用到。
   子網掩碼的簡單敘述:子網掩碼是一個32位地址,用於遮蔽IP地址的一部分以
區別網路標識和主機標識,並說明該IP地址是在區域網上,還是在遠端網上。
   在這麼多網路IP中,國際規定有一部分IP地址是用於我們的局域網使用,也就
是屬於私網IP,不在公網中使用的,它們的範圍是:
       10.0.0.0~10.255.255.255 
       172.16.0.0~172.31.255.255 
       192.168.0.0~192.168.255.255 
  接下來我們可以看一下子網劃分的例子:
    假如給你一個C類的IP地址段:192.168.0.1-192.168.0.254,其中
192.168.0 這個屬於網路號碼,而1~254表示這個網段中最大能容納254臺電
腦主機。我們現在要做的就是把這254臺主機再次劃分一下,將它們區分開來。
  
192.168.0.1-192.168.0.254預設使用的子網掩碼為
255.255.255.0,其中的0在2進位制中表示,8個0.因此有8個位置沒有被網路號
碼給佔用,2的8次方就是表示有256個地址,去掉一個頭(網路地址)和一個尾
(主機地址),表示有254個電腦主機地址,因此我們想要對這254來劃分的話,
就是佔用最後8個0中的某幾位。
  
假如佔用第一個0.那麼2進製表示的子網掩碼為
11111111.11111111.11111111.10000000。轉換為10進位制就為
255.255.255.128,那麼這時電腦主機應該為多少?其實很簡單,就是2的7次
方了(不再是原來的2的8次方了),2的7次方=128,因此假如子網掩碼為
255.255.255.128的話,這個C類地址可以被區分為2個網路,每個網路中最多
有128臺主機。 192.168.0.1-192.168.0.127為一個,192.168.0.128-
192.168.0.255為第二個。
  
再舉個例子,假如還是C類地址,其IP範圍為192.168.0.1-
192.168.0.254,假如子網掩碼255.255.255.192(也就是最後8為主機位,
被佔用了2位,2進製表示為11111111.11111111.11111111.11000000),
那麼這個網段的電腦主機數目就是2的6次方=64臺,總共有2的2次方=4個網段。
第一個網段為192.168.0.1-192.168.0.63,第二個網段為192.168.0.64-
192.168.0.127,第三個網段為192.168.0.127-192.168.0.191,第四個
網段為192.168.0.192-192.168.0.254。
下面舉一個實際的例子:
1:本例透過子網數來劃分子網,未考慮主機數。
    一家集團公司有12家子公司,每家子公司又有4個部門。上級給出一個
172.16.0.0/16的網段,讓給每家子公司以及子公司的部門分配網段。
    
思路:既然有12家子公司,那麼就要劃分12個子網段,但是每家子公司又有
4個部門,因此又要在每家子公司所屬的網段中劃分4個子網分配給各部門。
    步驟
   
A. 先劃分各子公司的所屬網段。
   
有12家子公司,那麼就有2的n次方≥12,n的最小值=4。因此,網路位需要
向主機位借4位。那麼就可以從172.16.0.0/16這個大網段中劃出2的4次方=16
個子網。
   
詳細過程:
   
先將172.16.0.0/16用二進位制表示
   
10101100.00010000.00000000.00000000/16
   借4位後(可劃分出16個子網):
1)   10101100.00010000.00000000.00000000/20【172.16.0.0/20】
2)   10101100.00010000.00010000.00000000/20【172.16.16.0/20】
3)   10101100.00010000.00100000.00000000/20【172.16.32.0/20】
4)   10101100.00010000.00110000.00000000/20【172.16.48.0/20】
5)   10101100.00010000.01000000.00000000/20【172.16.64.0/20】
6)   10101100.00010000.01010000.00000000/20【172.16.80.0/20】
7)   10101100.00010000.01100000.00000000/20【172.16.96.0/20】
8)   10101100.00010000.01110000.00000000/20【172.16.112.0/20】
9)   10101100.00010000.10000000.00000000/20【172.16.128.0/20】
10) 10101100.00010000.10010000.00000000/20【172.16.144.0/20】
11) 10101100.00010000.10100000.00000000/20【172.16.160.0/20】
12) 10101100.00010000.10110000.00000000/20【172.16.176.0/20】
13) 10101100.00010000.11000000.00000000/20【172.16.192.0/20】
14) 10101100.00010000.11010000.00000000/20【172.16.208.0/20】
15) 10101100.00010000.11100000.00000000/20【172.16.224.0/20】
16) 10101100.00010000.11110000.00000000/20【172.16.240.0/20】
    我們從這16個子網中選擇12個即可,就將前12個分給下面的各子公司。每個
子公司最多容納主機數目為2的12次方-2=4094。
   B. 再劃分子公司各部門的所屬網段
   
以甲公司獲得172.16.0.0/20為例,其他子公司的部門網段劃分同甲公
司。
   
有4個部門,那麼就有2的n次方≥4,n的最小值=2。因此,網路位需要向主機
位借2位。那麼就可以從172.16.0.0/20這個網段中再劃出2的2次方=4個子網,
正符合要求。
    詳細過程:
    先將172.16.0.0/20用二進位制表示  
 10101100.00010000.00000000.00000000/20
    借2位後(可劃分出4個子網):
    ① 10101100.00010000.00000000.00000000/22【172.16.0.0/22】
    ② 10101100.00010000.00000100.00000000/22【172.16.4.0/22】
    ③ 10101100.00010000.00001000.00000000/22【172.16.8.0/22】
    ④ 10101100.00010000.00001100.00000000/22【172.16.12.0/22】
    將這4個網段分給甲公司的4個部門即可。每個部門最多容納主機數目為2的
10次方-2=1024。
2:本例透過計算主機數來劃分子網。
   某集團公司給下屬子公司甲分配了一段IP地址192.168.5.0/24,現在甲公
司有兩層辦公樓(1樓和2樓),統一從1樓的路由器上公網。1樓有100臺電腦聯
網,2樓有53臺電腦聯網。如果你是該公司的網管,你該怎麼去規劃這個IP?
   根據需求,畫出下面這個簡單的拓撲。將192.168.5.0/24劃成3個網段,1
樓一個網段,至少擁有101個可用IP地址;2樓一個網段,至少擁有54個可用IP地
址;1樓和2樓的路由器互聯用一個網段,需要2個IP地址。
  


   
思路:我們在劃分子網時優先考慮最大主機數來劃分。在本例中,我們就先使
用最大主機數來劃分子網。101個可用IP地址,那就要保證至少7位的主機位可用
(2的m次方-2≥101,m的最小值=7)。如果保留7位主機位,那就只能劃出兩個
網段,剩下的一個網段就劃不出來了。但是我們剩下的一個網段只需要2個IP地址
並且2樓的網段只需要54個可用IP,因此,我們可以從第一次劃出的兩個網段中選
擇一個網段來繼續劃分2樓的網段和路由器互聯使用的網段。
    步驟:
   
A. 先根據大的主機數需求,劃分子網
   
因為要保證1樓網段至少有101個可用IP地址,所以,主機位要保留至少7
位。
    先將192.168.5.0/24用二進位制表示:
    11000000.10101000.00000101.00000000/24
   
主機位保留7位,即在現有基礎上網路位向主機位借1位(可劃分出2個子網):
    ① 11000000.10101000.00000101.00000000/25【192.168.5.0/25】
    ② 11000000.10101000.00000101.10000000/25【192.168.5.128/25】
    1樓網段從這兩個子網段中選擇一個即可,我們選擇192.168.5.0/25。
   
2樓網段和路由器互聯使用的網段從192.168.5.128/25中再次劃分得到。
    B. 再劃分2樓使用的網段
   
2樓使用的網段從192.168.5.128/25這個子網段中再次劃分子網獲得。因
為2樓至少要有54個可用IP地址,所以,主機位至少要保留6位(2的m次方-
2≥54,m的最小值=6)。
    先將192.168.5.128/25用二進位制表示:
    11000000.10101000.00000101.10000000/25
   主機位保留6位,即在現有基礎上網路位向主機位借1位(可劃分出2個子
網):
   ① 11000000.10101000.00000101.10000000/26【192.168.5.128/26】
    ② 11000000.10101000.00000101.11000000/26【192.168.5.192/26】
   2樓網段從這兩個子網段中選擇一個即可,我們選擇192.168.5.128/26。
   
路由器互聯使用的網段從192.168.5.192/26中再次劃分得到。
    C. 最後劃分路由器互聯使用的網段
   
路由器互聯使用的網段從192.168.5.192/26這個子網段中再次劃分子網
獲得。因為只需要2個可用IP地址,所以,主機位只要保留2位即可(2的m次方-
2≥2,m的最小值=2)。
    先將192.168.5.192/26用二進位制表示:
    11000000.10101000.00000101.11000000/26
   
主機位保留2位,即在現有基礎上網路位向主機位借4位(可劃分出16個子
網):
    ① 11000000.10101000.00000101.11000000/30【192.168.5.192/30】
    ② 11000000.10101000.00000101.11000100/30【192.168.5.196/30】
    ③ 11000000.10101000.00000101.11001000/30【192.168.5.200/30】
    …………………………………
    ④ 11000000.10101000.00000101.11110100/30【192.168.5.244/30】
    ⑤ 11000000.10101000.00000101.11111000/30【192.168.5.248/30】
    ⑥ 11000000.10101000.00000101.11111100/30【192.168.5.252/30】
    路由器網際網路段我們從這16個子網中選擇一個即可,我們就選擇192.168.5.252/30。
    D. 整理本例的規劃地址
    1樓:
    網路地址:【192.168.5.0/25】
    主機IP地址:【192.168.5.1/25—192.168.5.126/25】
    廣播地址:【192.168.5.127/25】
    2樓:
    網路地址:【192.168.5.128/26】
    主機IP地址:【192.168.5.129/26—192.168.5.190/26】
    廣播地址:【192.168.5.191/26】
    路由器互聯:
    網路地址:【192.168.5.252/30】
    兩個IP地址:【192.168.5.253/30、192.168.5.254/30】
    廣播地址:【192.168.5.255/30】

注意:
公網、內網是兩種Internet的接入方式。
 內網接入方式:上網的計算機得到的IP地址是Inetnet上的保留地址,保留地址有如下3種形式:  
 內網的計算機以NAT(網路地址轉換)協議,透過一個公共的閘道器訪問Internet。內網的計算機可向Internet上的其他計算機傳送連線請求,但
Internet上其他的計算機無法向內網的計算機傳送連接請求。
 公網接入方式:上網的計算機得到的IP地址是Inetnet上的非保留地址。公網的計算機和Internet上的其他計算機可隨意互相訪問。
 NATNetwork Address Translator)是網路地址轉換,它實現內網的IP地址與公網的地址之間的相互轉換,將大量的內網IP地址轉換為一個或少量的
公網IP地址,減少對公網IP地址的佔用。NAT的最典型應用是:在一個區域網內,只需要一臺計算機連線上Internet,就可以利用NAT共享Internet連線,使局
域網內其他計算機也可以上網。使用NAT協議,區域網內的計算機可以訪問Internet上的計算機,但Internet上的計算機無法訪問區域網內的計算機。
 Windows作業系統的Internet連線共享、sygatewinrouteunix/linuxnatd等軟件,都是使用NAT協議來共享Internet連線。 所有
ISPInternet服務提供商)提供的內網Internet接入方式,幾乎都是基於NAT協議的。

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