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CIDR,子網掩碼以及劃分子網超網

cidr 子網掩碼以及劃分子網超網


對於中小企業,假如有兩千臺機器,給他分個B類地址,6萬多個,太浪費了,分個C類地址,一個C類地址254個,又不夠,又得多申請幾個,所以A,B,C類IP地址劃分太過僵硬,很不靈活,因此又提出無類域間路(CIDR)由劃分IP地址的方法。

無類域間路由(CIDR)

傳統劃分IP地址的方法都是8位劃分的,要不就是前8位網絡ID,後24位主機ID;或前16位網絡ID,後16位主機ID,或前24位網絡ID,後8位主機ID,這種劃分IP地址的方法是固定的,不能出現前10位是網絡ID,後22位是主機ID這種ID地址,而無類域間路由這種劃分IP地址的方法,就可以劃分這種地址,他並不強行規定哪些位是網絡ID,哪些位是主機ID,怎樣劃分就看你的心情了。

子網掩碼

因為不規定明確的網絡ID和主機ID,假如給你一個IP地址,怎麽知道哪幾位是網絡ID位,哪幾位是主機ID位呢?於是提出了子網掩碼的概念,根據子網掩碼配合IP地址可以判斷出哪些位是網絡ID,哪些位是主機ID。

子網掩碼,共32位,和IP地址位位對應,對應於網絡ID的那些位,子網掩碼位為1,對應於主機ID的那些位,子網掩碼位為0。

A類地址的子網掩碼

8位網絡ID 24位主機ID A類地址

11111111 000000000000000000000000 子網掩碼

255.0.0.0 轉化成十進制


B類地址的子網掩碼

16位網絡ID 16位主機ID B類地址

1111111111111111 0000000000000000 子網掩碼

255.255.0.0 轉化成十進制


C類地址的子網掩碼

24位網絡ID 8位主機ID C類地址

111111111111111111111111 00000000 子網掩碼

255.255.255.0 轉換成十進制


子網掩碼中,1一定在前面,0在後面,而且必須是連續的

我們就只討論8位子網掩碼

00000000 0

10000000 128

11000000 192

11100000 224

11110000 240

11111000 248

11111100 252

11111110 254

11111111 255

這些都能成為子網掩碼。


假如說一個小網絡中要劃分兩個IP地址,那麽要怎麽劃分這樣一個網絡,子網掩碼又是什麽?

劃分兩個IP地址,就說明主機數為2,套公式2^x=2,可以求出來x=2,所以應劃分為網絡ID位為30,主機ID位為2的IP地址,子網掩碼為30個1,2個0,轉化成十進制為255.255.255.252

CIDR(無類域間路由)表示法:IP/網絡ID位數=IP/(32-主機ID位數)

例如:A類地址的CIDR表示法:IP/8


例題1 172.17.0.100/26

(1)netmask(十進制子網掩碼)?

前26位是網絡ID,後6位是主機ID

11111111111111111111111111 000000

255.255.255.192

(2)主機數多少個?

2^(32-26)=2^6-2=62

(3)網絡ID值是什麽?

網絡ID值就是IP與子網掩碼相與

01100010 172.17.0.100

11111111111111111111111111000000 255.255.255.192

01000000 172.17.0.64

所以網絡ID值為172.17.0.64/26

註釋:因為255化為二進制全為1,所以誰與255相與還未誰,所以前三位不用考慮,不變,只考慮第四位就行了。


0與0 0

1與0 0

0與1 0

1與1 1

規律:0與誰為0,誰與1位誰


例題2:110.110.244.100/22

(1)netmask(十進制子網掩碼)?

前22位是網絡ID,後10位是主機ID

11111111111111111111110000000000

255.255.252.0

(2)主機數多少個?

2^(32-22)-2=2^10-2=1022

(3)網絡ID值是什麽?

1111010001100100 110.110.244.100

11111111111111111111110000000000 255.255.252.0

1111010000000000 110.110.244.0

所以網絡ID值為110.110.244.0/22


判斷兩個主機是否在一個網絡(就看IP地址的網絡ID位是否一樣)

192.168.1.100/16

192.168.2.100/16

前十六位都是192.168,所以在一個網絡裏

192.168.1.100/24

192.168.2.100/24

看前24位,一個是192.168.1,一個是192.168.2,所以不在一個網絡

假如A和B通訊

A:192.168.1.100/24

B:192.168.2.100/16


對於A來說:先拿A的IP地址與自己子網掩碼相與得出網絡ID值為192.168.1.0,再拿B的IP地址與自己的IP地址相與得出網絡ID值為192.168.2.0(不能和B的子網掩碼相與,因為A和B通訊,A只知道B的IP地址,並不知道到B的子網掩碼),前24位不相同,所以在A的眼裏面A和B不在一個網絡裏,那麽A就要找路由器,通過路由器把數據發給B。

對於B來說:先拿B的IP地址與自己的子網掩碼相與得出網絡ID值為192.168.0.0,再拿A的IP地址與自己的子網掩碼相與得出網絡ID值為192.168.0.0,前16位相同,所以在B眼裏B和A在一個網絡裏,B直接和A進行通訊。


例題3:給出IP地址和子網掩碼

10.100.222.100

255.255.248.0

(1)CIDR表示法

255.255.248.0

11111111 11111111 11111000 00000000 前21位都是1,說明IP地址的網絡ID位為21位

所以CIDR表示法為:10.100.222.100/21

(2)主機數是多少?

2^(32-21)-2=2^11-2=2046

(3)網絡ID值是多少?

11011110 00000000 10.100.222.100

11111111 11111111 11111000 00000000 255.255.248.0

11011000 00000000 10.100.216.0

所以網絡ID值為10.100.216.0/21


公式

1 主機數=2^主機ID位-2

2 網絡數=2^可變的網絡ID位

3 網絡ID=IP和netmask 相與

4 劃分子網數=2^網絡ID向主機ID借的位數

5 損失IP=2*(劃分子網數-1)


劃分子網

劃分子網:將一個大網絡(主機ID位多)劃分多個小的網絡(主機ID位少),網絡ID向主機ID借位,網絡ID變多,主機ID變少

10.0.0.0/8 前8位是網絡ID

IP範圍:10.0.0.1~10.255.255.254


我們先借一位

10.00000000.0.0

10.0 00000000.0.0

前九位是網絡ID,這就將10.0.0.0/8劃分為2個子網,為10.0 0000000.0.0/9和

10.1 0000000.0.0/9(因為借來的一位是主機ID,主機ID位是可變的,所以借來的這一位也可變)

第一個子網:10.0 0000000.0.0/9 IP範圍為:10.0 0000000.0.1/9~10.0 1111111.255.254/9

第二個子網:10.1 0000000.0.0/9 IP範圍為:10.1 0000000.0.1/9~10.1 1111111.255.254/9

和10.0.0.0/8的範圍對比發現損失了邊界兩個IP10.0 1111111.255.255和10.1 0000000.0.0


我們借兩位

10.00000000.0.0

10.00 000000.0.0

前10位是網絡ID,這就將10.0.0.0/8劃分為4個子網,為10.00 000000.0.0/10和10.01 000000.0.0/10和10.10 000000.0.0/10和10.11 000000/10

第一個子網:10.00 000000.0.0/10 IP範圍:10.00 000000.0.1/10~10.00 111111.255.254/10

第二個子網:10.01 000000.0.0/10 IP範圍:10.01 000000.0.1/10~10.00 111111.255.254/10

第三個子網:10.10 000000.0.0/10 IP範圍:10.10 000000.0.1/10~10.10 111111.255.254/10

第四個子網:10.11 000000.0.0/10 IP範圍:10.11 000000.0.1/10~10.11 111111.255.254/10

和10.0.0.0/8的IP範圍對比發現少了6個邊界的IP,10.00 111111.255.255和10.01 000000.0.0和10.01 111111.255.255和10.10 000000.0.0和10.10 111111.255.255和10.11 000000.0.0

從這我們就可以得出兩個公式:

劃分子網數=2^網絡ID向主機ID借的位數

損失IP=2*(劃分子網數-1)


例題1:172.200.249.200/22 劃分16子網

1 每個子網絡netmask

劃分16子網,套公式,16=2^x可以求出x=4,所以網絡ID向主機ID借的位數為4,所以網絡ID位數應為22+4=26位,所以子網掩碼前26位為1,後6位為0

11111111111111111111111111 000000 二進制的子網掩碼

255.255.255.192 轉換成十進制

所以每個子網絡netmask為255.255.255.192

2 每個子網絡的主機數

2^(32-26)-2=2^6-2=62

3 最小子網的netid

172.200.11110 01 11001000/22

劃分16子網172.200.111110 0111 001000/26向主機ID借了4位,所以0111這四位變為網絡ID位了。當這四位全為0時且主機ID位全為0時,就為最小子網的網絡ID,為172.200.248.0/26

4 最大子網的IP範圍

借的四位全為1時,劃分的子網最大,所以最大子網IP範圍為:172.200.11110 11. 11000001~172.200.11110 11.11111110

化成十進制為172.200.251.193~172.200.251.254


劃分超網

劃分超網:將多個小網合並一個大網,主機ID向網絡ID借位

例子:將以下幾個小網合並成大網

220.78.168.0/24 220.78.10101 000.0/24

220.78.169.0/24 220.78.10101 001.0/24

220.78.170.0/24 220.78.10101 010.0/24

220.78.171.0/24 220.78.10101 011.0/24

220.78.172.0/24 220.78.10101 100.0/24

220.78.173.0/24 220.78.10101 101.0/24

220.78.174.0/24 220.78.10101 110.0/24

220.78.175.0/24 220.78.10101 111.0/24

將第三位劃分為二進制,我們發現前兩位和第三位的前5位是一樣的。所以把第三位的後三位借走為主機ID,這時就變成前21位是網絡ID,後11位為主機ID,就能把這幾個小網合並成一個新網為220.78.10101.000.0/21,包含了原來的網絡。當然合並是有前提的,借的位前面的位是相同的,且借的位是連續的(例子中000-111都包括),假如說中間缺了一位220.78.10101.011.0/24,但是合並出的新網也包含他,所以必須借的位是連續的。


CIDR,子網掩碼以及劃分子網超網