子网掩码与子网的划分ppt课件.ppt

Internet技术,目标Internet概述Internet的接入方法Internet的基本使用,Internet的通信协议,TCP/IPInternet以TCP/IP作为标准通信协议，只要计算机系统支持TCP/IP，它就可以连入Internet，同时由IP子协议为连入Internet的计算机分配一个IP地址作为唯一标识。,IP地址,Internet中能够唯一确定计算机位置的标识就是IP地址。对于终端用于来说，IP地址还有另一种表示方法：域名（网址）。IP地址采用分层结构：,IP协议规定：IP地址的长度为四字节(32bit)， 整个地址分为两部分，即网络号(Network ID) 和主机号(Host ID)。,IP 地址IP地址结构：是一种层次型地址结构。 IP协议规定：IP地址的长度为四字节(32bit) 整个地址分为两部分，即网络号(Net ID)和主 机号(Host ID)。,IP地址的表示方法：方法：采用点分十进制记法（dotted decimal notation）即将32bit的IP地址中的每8位二进制数用1个等效的十进制数表示，并每个十进制数之间加上一个点。例：10000001 00001011 00000011 00011111 129 11 3 31 IP = 129 . 11 . 3 . 31,IP地址分类：分为5类，见下图。,IP地址类别A类地址,31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 前1字节标识网络地址，后3字节标识主机地址每个网络最多可容纳（ 2 2）台主机从高位起，前1位为“0”，第1字节用十进制表示的取值范围为“0127”具有A类地址特征的网络总数为126个,0127 025502550255,24,IP地址类别B类地址,31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0前2字节标识网络地址，后2字节标识主机地址每个网络最多可容纳（ 2 2）台主机从高位起，前2位为“10”，第1字节用十进制表示的取值范围为“128191”具有B类地址特征的网络总数为 2 个,128191 025502550255,网络地址,主机地址,1 0,14,16,IP地址类别C类地址,31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 前3字节标识网络地址，后1字节标识主机地址每个网络最多可容纳254台主机从高位起，前3位为“110”，第1字节用十进制表示的取值范围为“192223”具有C类地址特征的网络总数为 2 个,192223 025502550255,网络地址,主机地址,1 1 0,21,A、B、C三类地址的网络数和主机数 根据首字节的取值可以判断IP地址的类别。 例如202.112.14.161为C类地址,特殊用途的IP地址主机号为全“0”的IP地址为网络地址，表示该网络本身。主机号为全“1”的地址是广播(broadcast)地址。任何一个以数字127开头的IP地址(127.any.any.any)都叫做回送地址(loopback address)。它是一个保留地址，最常见的表示形式为127.0.0.1。 IP协议规定：当任何程序用回送地址作为目的地址时，计算机上的协议软件不会把该数据报向网络上发送，而是把数据直接返回给本主机。 回送地址的用途：实现对本机网络协议的测试或实现本地进程间的通信。 以上地址从来不分配给任何一个单个的主机。,特殊IP地址举例,网络地址主机地址部分全部定义为“0”，用于区分网络例：主机212.111.44.136所在网络的地址为212.111.44.0全0的网络地址：0.0.0.0表示网络本身，用于网络初始化广播地址直接广播地址主机地址部分为全“1”，用于向某个网络的所有主机广播例：主机212.111.44.136 所在网络的广播地址为212.111.44.255有限广播地址（ 255.255.255.255）在未知本网地址情况下用于本网广播,内部地址(私用地址) IP地址范围内有一些未被InterNic指定，这些地址可分配给未连接到Internet的主机使用，这些主机如果需要访问Internet,可使用网络代理(proxy)服务器连接到公共网络上。 它们是： A类：10.0.0.0 -10.255.255.255 B类：172.16.0.0 -172.31.255.255 C类：192.168.0.0-192.168.255.255,子网掩码与子网的划分,与运算,运算规则： 相与的两个数都为1，结果为1，否则结果就为0。例如： 1与1=1 1与0=0 0与1=0 0与0=0,子网掩码的作用,计算机是通过将子网掩码与IP地址相“与运算”来区分出计算机的网络号和主机号。例如：IP地址为：210.41.237.10，其子网掩码为255.255.255.0，则进行如下“与运算”： IP:11010010.00101001.11101101.00001010 M :11111111.11111111.11111111.00000000 与: 11010010.00101001.11101101.00000000 反: 00000000.00000000.00000000.00001010,子网掩码（Subnet mask）,默认子网掩码,子网掩码中“1”的长度就是网络号的长度：,如何判断两台主机是否在同一子网,设本地主机所在子网地址为Nx，子网掩码为Mx，远程主机的IP地址为Ay，再设Ny=Ay & Mx 若Nx=Ny，则认定远程主机与本地主机在同一子网上若NxNy，则认定远程主机与本地主机不在同一子网上,同一子网中的主机之间通信,子网地址 210.39.15.0 210.39.15.15210.39.15.127 源地址 目的地址发送接收,不同子网中的主机之间通信,子网地址 210.39.15.0 202.112.4.63 目的地址 210.39.15.15 源地址发送,R,210.39.15.32,接收,转发,子网地址 202.112.4.0,子网掩码的表示直接的32bit的位模式（不常用）点分整数法（常用） 例：255.255.255.192子网掩码的斜杠表示法：斜杠表示的整数，就是子网掩码中所有1的个数 例： 带点十进制数表示 斜杠表示 255.255.255.0 /24 例：IP地址/子网掩码对： 156.26.30.60/255.255.240.0 可表示为：156.26.30.60/20 若划分子网，Router在运算时，IP地址和子网掩码按位相与。,子网划分划分子网的重要性 IP寻址方案的开发始于20世纪60年代后期，当初并没有考虑到Internet发展这么快，有限的32位地址空间使人们陷入了IP地址分配无法满足众多需求的窘境。划分子网的好处： 1)充分利用IP地址 2)方便管理，网络管理者有时需要分割网络,尤 其是大型网络，使其成为较小的网络，减小广 播域.,子网的划分,什么时候需要划分子网？ 当需要将一个给定的网络划分为各个互不相关的网络时，就需要划分子网。怎样划分子网？ 将IP地址中的主机号部分再拿出某几位来作为网络号，剩下的部分作为主机号。,划分子网的实例,例如：现给定一个C类网210.41.237.X，此时X代表从1254。由于有四个不同的部门要使用这段IP，为了不让各个部门之间相互干扰，我们需要将原来给出的一个网络划分为四个子网，以使得各个子网间互不影响。,确定各子网IP,IP:11010010.00101001.11101101.xxxxxxxx 我们将IP地址的主机部分中（8位） xxxxxxxx拿出前面2位来作为我们的子网网络号部分，因此用作主机的位数就只有剩下的6位。 00 xxxxxx：00000001-00111110 1-62 01xxxxxx：01000001-01111110 65-126 10 xxxxxx：10000001-10111110 129-190 11xxxxxx：11000001-11111110 193-254,确定子网掩码,由于我们将原来IP地址中主机号的前两位用来作为了网络号部分，因此，为了让计算机能知道这两位是网络号，所以我们需要将相应的子网掩码中对应的这两位设置为1。IP:11010010.00101001.11101101.00001010M :11111111.11111111.11111111.11000000 最后我们得到的子网掩码即为： 255.255.255.192 （非标准类型）,划分的结果,第一个子网： IP：210.41.237.(162) M: 255.255.255.192第二个子网： IP：210.41.237.(65126) M: 255.255.255.192第三个子网： IP：210.41.237.(129190) M: 255.255.255.192第四个子网： IP：210.41.237.(193254) M: 255.255.255.192,说明：（1）用路由器连接单位的子网，其优点： 出现故障时容易隔离和管理 不引起广播风暴（2）建立子网，R通过子网号来管理和识别；,注意：划分子网后，各个网络的网络号不再一样，此时处于不同网段，不再在同一个网络，因此，各网络间的连接需要三层以上的网间设备来连接，比如说：路由器、三层交换机、网关等。,子网地址 思路：从IP地址的Host ID中借若干位表示子网号。 IP地址包括一个网络号、一个网络内的子网号和一个子网内的主机号码三部分，其中子网号和主机号是网络管理员按需要分配的。 RFC 950规定：不允许使用全“0”和全“1”的子网，即子网号不能全“0”和全“1”，同样，主机号也如此。 子网划分前后IP地址结构：,子网和主机的计算公式 RFC 950规定：不允许使用全“0”和全“1”的子网，即子网号不能全“0”和全“1”，同样，主机号也如此。 根据此限制，有：1位子网掩码不允许（因对应位上只有0和1）B类15位子网掩码和C类7位子网掩码也是非法的（因只给主机留了1位）。,最小的IP网络,Mask255.255.255.252两个bit作主机号，共四个IP地址主机号全1=11,全0=00,只有01和10可用容纳两个站点的网，常用于路由器间的连接,R2,R1,最小的IP网络,子网和主机的计算公式 1) 计算用于表示子网的位组合公式： 2N-2(其中N用于表示子网的位数) 表示子网的位组合全0和全1（全0子网、广播子网），对于一些网络设备可能出现问题，所以剔除这两种组合。 2)计算用于表示主机的位组合公式： 2N-2(其中N是用于表示主机的位数) 当主机位为全0时，则此时的IP地址相当于只是表示了一个网络的地址； 当主机位为全1时，则此时的IP地址相当于是一个广播地址。,练习：202.194.75.0， 默认子网掩码: 202.194.75.0 /24 (255.255.255.0 )子网掩码: 202.194.75.0 /26 (255.255.255.192 ) 1.请问/26借出主机的多少位来表示子网？ 2.能够表示多少个子网？ 3.子网的IP地址分别是什么？ 4.每个子网中有多少位表示主机？每个子网中 可容纳多少主机？,答案： 1. 2位 2. 22-2=2个子网 3. 202.194.75.128 或202.194.75.64 202.194.75.192 或202.194.75.0 除去全0和1，因此只能 202.194.75.128 或202.194.75.64， 即最后8位分别是 10000000或01000000 4. 6位， 26-2 ，除去全0和1,思考与练习,如果要划分6个子网怎么办？如果要考虑特殊的IP怎么办？,IP地址和子网掩码的例子例1：IP地址为203.23.32.34的主机的网络地址和主机地址、广播地址各是什么？（默认掩码）解：网络地址=203.23.32.0 主机地址=34 广播地址= 203.23.32.255 理由：上述IP地址为C类。,例2：如果结点（主机）地址的头十位用于子网，则184.231.138.239 的子网掩码是什么？ A：255.255.192.0; B: 255.255.224.0; C: 255.255.255.224; D: 255.255.255.192。解：选择D 理由： 184.231.138.239 为 B 类地址 则对应的B类子网掩码中头两个字节全“1” 据题意，结点（主机）地址的头十位用于子网，则对应网络地址1后应再跟随10位“1”，故选D,选B原因：子网掩码为 255.255.192.0，指示主机号（第三字节）的头两位为子网号。所以：主机 135.23.144.10 的第三字节 (144-10010000)的头两位 ( 10 ) 为子网号。考察A、B、D的第三字节： A：191-10111111 B: 127-01111111 D: 148-10010100 故：再选择B,例4：某单位得到C类地址198.28.61.0，计划划分成4个网络，每个网络最多25台主机。如何划分？解：因子网数4个，每个网络最多25台主机 则：子网掩码选255.255.255.224 可有6个子网，每个子网主机数252=30 对应 地址范围：,对子网：198.28.61.32/27 网络地址= 198.28.61.32 广播地址= 198.28.61.63 实际可分配IP地址范围： 198.28.61.33-198.28.61.62对其它子网依此类推。,C类子网的各种掩码,例5:地址数的倍增过程（用于计算网络地址和广播地址） 注意：各子网网络地址总是最小网络地址的倍数。 例：网络掩码：255.255.255.240; IP地址为：192.16.12.52， 由于网络掩码使用的是4位掩码，因此所有的网络地址都是16的倍数： 192.16.12.0、192.16.12.16、192.16.12.32、 192.16.12.48、192.16.12.64、192.16.12.80、192.16.12.96、192.16.12.112、192.16.12.128、192.16.12.144、192.16.12.160、192.16.12.176、192.16.12.192、192.16.12.208、192.16.12.224、192.16.12.240 1)为确定网络地址，回答下面的问题： 比52小的16的倍数中哪一个最大？48 ，所以网络地址是192.16.12.48 2)为确定广播地址，回答下面的问题： 哪一个数比下一个网络地址小1？下一个网络地址数为64。因此广播地址为192.16.12.63,例：一个主机的IP地址是202.112.14.37，子网掩码是255.255.255.240，要求计算这个主机所在网络的网络地址和广播地址。 常规办法是把这两个都换算成二进制，然后相与，就可得到网络地址。 一个简单的方法：掩码为255.255.255.240那么可以知道这个掩码所容纳的IP地址有25624016个（包括网络地址和广播地址），那么具有这种掩码的网络地址一定是16的倍数。而网络地址是子网IP地址的开始，广播地址是结束，可使用的IP地址在这个范围内，因此比37刚刚小的，又是16的倍数的数只有32，所以得出网络地址为202.112.14.32。而广播地址就是下一个网络的网络地址减一。而下一个16的倍数是48，因此可以得到广播地址为202.112.14.47。,子网的计算实例6,CCNA考试中，还有一种题型，要你根据每个网络的主机数量进行子网地址的规划和计算子网掩码。比如一个子网有10台主机，那么对于这个子网就需要1011113个IP地址。（注意加的第一个1是指这个网络连接时所需的网关地址，接着的两个1分别是指网络地址和广播地址。）13小于16（16等于2的4次方），所以主机位为4位。而25616240，所以该子网掩码为255.255.255.240。,如果一个子网有14台主机，不要犯这样的错误是：依然分配具有16个地址空间的子网，而忘记了给网关分配地址。这样就错误了，因为1411117 ，大于16，所以我们只能分配具有32个地址（32等于2的5次方）空间的子网。这时子网掩码为：255.255.255.224。,子网的计算实例7,我们要设计三个不同的子网，每个网络的HOST数量各为20、25和50，下面依次称为甲、乙和丙网，但只申请了一个Network ID 就是202.119.115.0。怎样划分子网？首先我们把甲和乙网的Subnet masks改为255.255.255.224，224的二进制为11100000，即它的Subnet masks为： 11111111.11111111.11111111.11100000这样，我们把HOST ID的高三位用来分割子网，这三位共有000、001、010、011、100、 101、110、111八种组合，除去000（代表本身）和111（代表广播），还有六个组合，也就是可提供六个子网，它们的IP地址分别为：（前三个字节还是202.119.115）,00100001-00111110 即33-62 为第一个子网 01000001-01011110 即65-94 为第二个子网 01100001-01111110 即97-126 为第三个子网 10000001-10011110 即129-158 为第四个子网 10100001-10111110 即161-190 为第五个子网 11000001-11011110 即193-222 为第六个子网 选用161-190段给甲网，193-222段给乙网，因为各个子网都支持30台主机，足以应付甲网和乙网20台和25台的需求。 再来看丙网，由于丙网有50台主机，按上述分割方法无法满足它的IP需求，我们 可以将它的Subnet masks设为255.255.255.192， 由于192的二进制值为11000000，按上述方法，它可以划分为两个子网，IP地址为： 01000001-01111110 即65-126为第一个子网 10000001-10111110 即129-190为第二个子网 这样每个子网有62个IP可用，将65-126分配丙网，多个子网用一个NETWORK ID 即告实现。,作业： 若子网掩码为 255.255.192.0，那么下面哪个主机必须使用路由器才能与 135.23.144.10 通信？ A: 135.23.191.21; B: 135.23.127.222; C: 135.10.130.33; D: 135.23.148.127。,作业,某公司申请到一个C类IP地址，但要连接9个的子公司，最大的一个子公司有12台计算机，每个子公司在一个网段中，则子网掩码应设为 一个子网网段地址为5.96.0.0掩码为255.224.0.0网络，它允许的最大主机地址是 一IP为202.196.200.173，掩码为255.255.255.192，求其子网网络ID以及该IP所在子网的广播地址,可变长子网掩码（ VLSM ）,VLSM（Variable Length Subnet Mask, 可变长子网掩码），这是一种产生不同大小子网的网络分配机制，是指对同一个主网络在不同的位置使用不同的子网掩码。VLSM将允许给点到点的链路分配子网掩码255.255.255.252，而给Ethernet网络分配255.255.255.0。VLSM技术对高效分配IP地址（较少浪费）以及减少路由表大小都起到非常重要的作用。 但是需要注意的是使用VLSM时，所采用的路由协议必须能够支持它，这些路由协议包括RIP2，OSPF和BGP等。,可变长子网掩码（ VLSM ）,提供了在一个主类（A类、B类、C类）网络内包含多个子网掩码的能力，可以对一个子网再进行子网划分，使得对IP地址的使用更为有效,172.16.14.32/27,172.16.14. 64/27,172.16.14.96/27,172.16.1.0/24,172.16.2.0/24,172.16.14.136/30,172.16.14.132/30,172.16.14.140/30,A,C,B,HQ,无类别域间路由（CIDR）,CIDR(Classless Inter-Domain Routing, 无类别域间路由)基本思想是取消地址的分类结构，取而代之的是允许以可变长分界的方式分配网络数。它支持路由聚合，可限制Internet主干路由器中必要路由信息的增长。“无类别”的意思是现在的选路决策是基于整个32位IP地址的掩码操作。而不管其IP地址是A类、B类或是C类，都没有什么区别,无类别域间路由（CIDR）,为进行选路要对多个IP地址进行归并时，这些IP地址必须具有相同的高位地址比特。路由表和选路算法必须扩展成根据32位IP地址和32位掩码做出选路决策的算法。必须扩展选路协议使其除了32位地址外，还要有32位掩码。例：假设有一C类地址192.168.8.0192.168.15.0 通过CIDR技术归纳后可表示为192.168.8.0/21，我们把这种网络称为“超网”例：192.168.8.0192.168.12.0 192.168.8.0192.168.23.0,无类别域间路由（CIDR）,用于帮助减缓IP地址耗尽和路由表增大的问题多个C类地址块可以被组合或聚合在一起以生成更大的无类别IP地址集（也就是说，我们可以用一个CIDR的聚合体来表示一组C类地址）我们在做IP规划的时候，刻意将子网作成2n模式，目的便是为了尽量支持路由归并，以减少路由表规模。此外，2n子网规划模式也是为了保证IP地址划分的规范性,