劃分子網，變長子網掩碼VLSM，路由匯總CIDR
劃分子網，變長子網掩碼VLSM，路由匯總CIDR
IP基礎：32位地址長度，4個八位位組即4個字節，使用點分十進制表示，標準網絡分類A、B、C類，D類組播和E類科研，固定網絡位和主機位，掩碼-標識對應IP地址的網絡位和主機位，詳細介紹ABC類地址，及私有IP地址【需補充】
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劃分子網的好處：縮減網絡流量，優化網絡性能，簡化管理，更靈活的組建網絡
劃分子網的基礎就是借位，借用主機位來作為網絡位，註意劃分的子網越多，則每個子網內的主機數就越少，反之亦然。IP地址=網絡號+子網號+主機號。要根據情況選擇合適的子網掩碼，如需要劃分多少個子網，每個子網最多有多少個主機地址，不同的情況要考慮不同的應用場景需求，以及後續的網絡擴展需求。
2的冪值表（1-20）
2^1=2 2^11=2048
2^2=4 2^12=4096
2^3=8 2^13=8192
2^4=16 2^14=16384
2^5=32 2^15=32768
2^6=64 2^16=65536
2^7=128 2^17=131072
2^8=256 2^18=262144
2^9=512 2^19=524288
2^10=1024 2^20=1048576
子網掩碼和CIDR值的斜線表示法對照表
子網掩碼 CIDR值
255.0.0.0 /8
255.128.0.0 /9
255.192.0.0 /10
255.224.0.0 /11
255.240.0.0 /12
255.248.0.0 /13
255.252.0.0 /14
255.254.0.0 /15
255.255.0.0 /16
255.255.128.0 /17
255.255.192.0 /18
255.255.224.0 /19
255.255.240.0 /20
255.255.248.0 /21
255.255.252.0 /22
255.255.254.0 /23
255.255.255.0 /24
255.255.255.128 /25
255.255.255.192 /26
255.255.255.224 /27
255.255.255.240 /28
255.255.255.248 /29
255.255.255.252 /30
C類網絡只能用/24-/30，B類網絡只能用/16-/30，A類網絡可以使用全部的/8-/30子網掩碼
CIDR對應的子網數和主機數以及增量值對照表 / VLSM增量值參考表(C類地址)
前綴 子網掩碼 子網數 主機數 增量值
/25 128 2 126 128
/26 192 4 62 64
/27 224 8 30 32
/28 240 16 14 16
/29 248 32 6 8
/30 252 64 2 4
劃分子網步驟
1.選定的子網掩碼將創建多少個子網
2.每個子網包含多少臺主機
3.有哪些合法的子網
4.每個子網的廣播地址是什麽
5.每個子網包含的可用主機地址範圍
劃分子網後IP地址表示為：網絡位+子網位+主機位
1.子網數：2^x，x表示子網位數,如一個B類地址的子網劃分選擇的子網的掩碼是255.255.192.0，則子網位數為2，那子網數就為2^2=4
2.主機數：2^y-2，y表示主機位數，減2表示去除不合法地址全0和全1，即子網地址和廣播地址
3.計算增量值，256-非全1和全0的子網掩碼值，如256-192=64，從0開始不斷加增量值，直到達到子網掩碼值，中間的結果就是子網號，即得到的子網就是0、64、128、192
4.廣播地址是下一個子網-1的地址，如子網0的廣播地址為63，因為下一個子網為64，以此類推，最後一個子網的廣播地址為255
5.可用IP地址範圍是介於子網地址和廣播地址之間的地址，如子網0的可用IP範圍是1-62，子網64的可用IP範圍是65-126.
案例：以下均省略網絡前綴192.168.
快速劃分C類子網
192.168.1.0/25
/25 = 255.255.255.128
子網數=2^1=2
主機數=2^7-2=126
增量值=256-128=128
以下均省略網絡前綴192.168.
子網地址 可用主機地址 廣播地址
1.0 1.1-1.126 1.127
1.128 1.129-1.254 1.255
192.168.1.0/26
/26 = 255.255.255.192
子網數2^2=4
主機數2^6-2=62
增量值256-192=64
子網地址 可用主機地址 廣播地址
1.0 1.1-1.62 1.63
1.64 1.65-1.126 1.127
1.128 1.129-1.190 1.191
1.192 1.193-1.254 1.255
192.168.1.0/27
/27 = 255.255.255.224
子網數2^3=8
主機數2^5-2=30
增量值256-224=32
子網地址 可用主機地址 廣播地址
1.0 1.1-1.30 1.31
1.32 1.33-1.62 1.63
1.64 1.65-1.94 1.95
1.96 1.97-1.126 1.127
1.128 1.129-1.158 1.159
1.160 1.161-1.190 1.191
1.192 1.193-1.222 1.223
1.224 1.225-1.254 1.255
192.168.1.33/28
/28 = 255.255.255.240
子網數2^4=16
主機數2^4-2=14
增量值256-240=16
子網地址 可用主機地址 廣播地址
1.0 1.1-1.14 1.15
1.16 1.17-1.30 1.31
1.32 1.33-1.46 1.47
1.48 1.49-1.62 1.63
1.64 1.65-1.80 1.81
...
1.240 1.241-1.254 1.255
得出結論1.33/28是一個IP地址，屬於子網1.32，廣播地址為1.47
192.168.1.17/30
/30 = 255.255.255.252
子網數2^6=64
主機數2^2-2=2
增量值256-252=4
子網地址 可用主機地址 廣播地址
1.0 1.1-1.2 1.3
1.4 1.5-1.6 1.7
1.8 1.9-1.10 1.11
1.12 1.13-1.14 1.15
1.16 1.17-1.18 1.19
1.20 1.21-1.22 1.23
...
1.252 1.253-1.254 1.255
得出結論1.17/30是一個IP地址，屬於子網1.16，廣播地址為1.19
B類地址子網劃分，以下均省略網絡前綴172.16.
172.16.0.0/17
/17 = 255.255.128.0
子網數2^1=2
主機數2^15-2=32766
增量值256-128=128
子網地址 可用主機地址 廣播地址
0.0 0.1-127.254 127.255
128.0 128.1-255.254 255.255
172.16.0.0/18
/18 = 255.255.192.0
子網數2^2=4
主機數2^14-2=16382
增量值256-192=64
子網地址 可用主機地址 廣播地址
0.0 0.1-63.254 63.255
64.0 64.1-127.254 127.255
128.0 128.1-191.254 191.255
192.0 192.1-255.254 255.255
172.16.0.0/20
/20 = 255.255.240.0
子網數2^4=16
主機數2^12-2=4094
增量值256-240=16
子網地址 可用主機地址 廣播地址
0.0 0.1-15.254 15.255
16.0 16.1-31.254 31.255
32.0 32.1-47.254 47.255
48.0 48.1-63.254 63.255
...
240.0 240.1-255.254 255.255
172.16.0.0/30
/30 = 255.255.255.252
子網數2^14=16384
主機數2^2-2=2
增量值256-252=4
子網地址 可用主機地址 廣播地址
0.0 0.1-0.2 0.3
0.4 0.5-0.6 0.7
0.8 0.9-0.10 0.11
...
255.252 255.253-255.254 255.255
A類地址的子網劃分
10.0.0.0/16
/16 = 255.255.0.0
子網數2^8=256
主機數2^16-2=65534
增量值256-255=1
子網地址 可用主機地址 廣播地址
10.0.0.0 10.0.0.1-10.0.255.254 10.0.255.255
10.1.0.0 10.1.0.1-10.1.255.254 10.1.255.255
10.2.0.0 10.2.0.1-10.2.255.254 10.2.255.255
...
10.255.0.0 10.255.0.1-10.255.255.254 10.255.255.255
10.0.0.0/20
/20 = 255.255.240.0
子網數2^12=4096
主機數2^12-2=4094
增量值256-240=16
子網地址 可用主機地址 廣播地址
10.0.0.0 10.0.0.1-10.0.15.254 10.0.15.255
10.0.16.0 10.0.16.1-10.31.254 10.0.32.255
10.0.32.0 10.0.32.1-10.47.254 10.0.47.255
...
10.255.240.0 10.255.240.1-10.255.255.254 10.255.255.255
10.0.0.0/26
/26 = 255.255.255.192
子網數2^18=262144
主機數2^6-2=62
增量值256-192=64
子網地址 可用主機地址 廣播地址
10.0.0.0 10.0.0.1-10.0.0.62 10.0.0.63
10.0.0.64 10.0.0.65-10.0.0.126 10.0.0.127
10.0.0.128 10.0.0.129-10.0.0.190 10.0.0.191
...
10.255.255.192 10.255.255.193-10.255.255.254 10.255.255.255
劃分子網時，如果網段數多，則通過主機數來計算掩碼，反之，則通過網段數來計算子網掩碼，計算速度更快
判斷一個地址是主機地址還是網絡地址，或者廣播地址
主機位全為0則該地址為網絡地址，如192.1.1.0/24。
主機位全為1則該地址為廣播地址，如192.1.1.255/24。
主機位非全0或全1則該地址為主機地址，如192.1.1.9/24。
即如果一個地址的最後一個8位組是奇數，則該地址不是一個網絡地址，如192.168.1.37/27
如果一個地址的最後一個8位組是偶數，則該地址不是一個廣播地址，如192.168.1.132/26
變長子網掩碼VLSM
如果給網絡中的所有鏈路都分配一個相同長度的掩碼，即每個網段都擁有相同的IP地址數，這樣的話，對於兩臺路由器直接相連的串行鏈路是極大的浪費，因為點到點鏈路最優設計是固定掩碼為/30,可用IP地址為2個，最節省IP地址空間，為了優化不同網段間因為主機數量差異過大而造成的IP地址浪費，所以產生了可變長度的子網掩碼技術VLSM。
VLSM增量值參考表(C類地址)
前綴 子網掩碼 子網數 主機數 增量值
/25 128 2 126 128
/26 192 4 62 64
/27 224 8 30 32
/28 240 16 14 16
/29 248 32 6 8
/30 252 64 2 4
VLSM步驟：
1.尋找最大的網段
2.為該網段選擇一個掩碼
3.確定該網段的網絡地址及廣播地址
4.尋找次要網段，選擇上面劃分出的一個子網，並為次要網段選擇合適的子網掩碼
5.確定次要網段的網絡地址和廣播地址
6.如有多個網段則重復執行此步驟
三臺路由器串口相連，每臺路由器連接一個子網，主機數分別為60臺，30臺，12臺，網段是192.168.10.0/24,劃分子網並合理使用IP地址
1.描述中共有5個子網需求，對照上表得出
60臺主機的網段至少需要的增量值為64，對應的前綴為/26
30臺主機的網段至少需要的增量值為32，對應的前綴為/27
12臺需要的增量值為16，對應的前綴為/28
2臺需要的增量值為4，對應的前綴為/30 *2
註意，如果增量值為64，則必須從0、64、128或192中選擇開始處，即必須是相對應的增量值的整數倍
2.尋找最大網段，即需求60臺主機，從192.168.10.0開始劃分子網
192.168.10.0/26 主機數62 地址範圍1-62 廣播63
從上得出增量值為64，則下一個網段為64,得出上面的廣播地址63
192.168.10.64/27 主機數30 地址範圍65-94 廣播95
從上得出增量值為32，則下一個網段為64+32=96，得出上面的廣播地址95
192.168.10.96/28 主機數14 地址範圍97-110 廣播111
從上得出增量值為16，則下一個網段為96+16=112，得出上面的廣播地址111
192.168.10.112/30 主機數2 地址範圍113-114 廣播115
從上得出增量值為4，則下一個網段為112+4=116，得出廣播地址115
192.168.10.116/30 主機數2 地址範圍117-118 廣播119
從上得出增量值為4，則下一個網段為116+4=120，得出廣播地址119
剩余IP地址為192.168.10.120-10.254
匯總
假設A、B兩個設備各自擁有10條路由，那麽想要實現兩者所有網段互通，（排除默認路由的設置，）則需要在兩個設備上都指明對方10條網絡的路由，但是如果這10條網絡可以合並成一條主網絡的話，則只需要各自設置一條路由即可，大大的降低了網絡帶寬和路由器的處理時間，提升了網絡的性能。這就叫超網，將多個子網合並成一個網段，即匯總。
10.1.0.0/16
10.2.0.0/16
10.3.0.0/16
10.4.0.0/16
...
10.254.0.0/16
10.255.0.0/16
匯總為10.0.0.0/8
192.168.16.0-192.168.31.0
匯總為192.168.16.0/20
172.16.32.0-172.16.50.0
第一種匯總為172.16.32.0/19 匯總網絡32-63
第二種匯總為172.16.32.0/20,172.16.32.48.0/22 匯總網絡32-47，48-51
192.168.144.0/20
匯總的地址範圍是：192.168.144.1-192.168.159.254
172.1.4.0/25
172.1.5.0/24
172.1.6.0/24
172.1.7.0/24
172.1.4.128/25
匯總為172.1.4.0/22
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劃分子網，變長子網掩碼VLSM，路由匯總CIDR