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记住3个部分、2个地址,1个公式,你也能轻松划分子网

发布时间:2019-10-26 16:24 所属栏目:[教程] 来源:网络之路
导读:概述 划分子网是任何一个网络工程师都必须掌握的基本技能,但由于在工作中经常使用24位掩码,在加上网络上有很多小工具可以自动计算,所以很多小伙伴都已经丧失了手工划分子网的能力。但我们作为一个高手,还是要具备手工划分子网能力的。 其实手工划分子

概述

划分子网是任何一个网络工程师都必须掌握的基本技能,但由于在工作中经常使用24位掩码,在加上网络上有很多小工具可以自动计算,所以很多小伙伴都已经丧失了手工划分子网的能力。但我们作为一个高手,还是要具备手工划分子网能力的。

其实手工划分子网并不复杂,只需要记住3个部分、2个地址、1个公式,就可以轻松的划分子网。下面我们一起来看一下!

一、划分子网原因

记住3个部分、2个地址,1个公式,你也能轻松划分子网

Classful地址

我们都知道IP地址分为A、B、C、D、E五类Classfull地址,但通常我们只使用A、B、C类地址来划分子网,因为D类地址用于组播,E类地址暂时保留不用。

如上图所示,classful地址只包含两部分:network和host。一个A类地址可以包含的主机有16,777,214 (2的24次方-2 )个,这要是分配给一个组织和公司,是极大的浪费,因为没有公司能用完这么多地址。即使一个C类地址也包含254个可用的IP,这对于公网地址短缺的现状,全部分配给一个公司仍然是太多了。

看到这里,有的小伙伴可能会说,在公司都是使用的是私有地址,随便分配一个8网段的A类地址,就足够整个公司使用,不存在地址不够一说。那么这么想的小伙伴一定没有注意另外2个问题:

问题1:网络中的无用流量对带宽的占用

我们知道,一台主机为了和其它主机进行通信,会发送一些的报文,最典型的就是ARP报文。平常可能我们感知不太明显,因为我们所在的网络规模一般都很小。

但是假设网络中有1万台主机,一台主机发送的ARP报文,交换机会转发给剩下的9999台主机,交换机每秒需要发送9999个ARP报文。在极端情况下,所有的主机之间都互相通信,那么网络带宽很快就会被这些无用的流量占用满的。

问题2:所有的PC都要处理其它PC发送的无用流量;

接上面的例子,一台主机发送的ARP请求报文,只对于目标主机是有用的,对于剩下的9998都是无用的,收到以后就会丢弃。但是这9998台主机收到ARP报文以后,都需要处理,它要判断这个ARP是否是请求自己的MAC地址,这也会消耗主机的资源。网络规模越大,这种消耗越明显,对电脑的运行速度影响也就会越大。

所以在工作中,在网络规模比较小,几台PC怎么连都可以,不需要考虑划分子网。但是在较大的网络中,我们都是要划分子网的,不会把所有的PC都分在同一个网段。

据我观察,越是大型的公司,对子网划分越严格要求,不浪费一个地址是他们追求的目标。这就要求我们也要掌握划分子网这项技能,后面咋们也是需要去大公司镀金的,不能老是在小公司,对我们的职业生涯没有好处。

二、划分子网的3个部分,2个地址

1. 3个部分

上面我们已经看到了,对于一个classful地址来说,它由二部分组成:network和host。

而划分子网本质是从host拿出一部分出来,作为network;拿出的这一部分network,我们称它为subnet(子网),所以IP地址就变成了三部分:network、subnet、host,如下图所示:

记住3个部分、2个地址,1个公式,你也能轻松划分子网

IP地址变成三部分

2. 2个地址

对于任何一个IP地址来说,都有两个与它对应的特殊IP地址,一个是网络ID(network ID),一个是网络广播IP,这两个地址是天生存在的。

例如对于192.168.1.10 255.255.255.0 这个地址来说,它的网络ID是192.168.1.0,对应的广播地址是192.168.1.255。

对于上面这种24位的掩码的地址来说,比较简单,我们一眼就能看出,但是这个是怎么计算的呢?因为如果是稍微复杂的地址,我们就看不出来了,例如192.168.1.72 255.255.255.240,这个IP对应的网络ID和广播地址各是多少呢?

3. 网络ID计算

我先来看一下网络ID的定义:用来唯一的标识一个网段,所有在同一个网段上的主机使用相同的网络。

计算网络ID有多种方式,我教大家一种比较常用的方式,其步骤如下:

步骤1:首先把IP地址和子网掩码的后8位都化为2进制,如下图所示:

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后8位化为2进制

步骤2:我们知道子网掩码用来标识一个IP地址的网络ID长度的,使用1来表示,而使用0来表示主机;把掩码和IP进行“相与”操作,就可以得到网络ID了,如下图所示:

记住3个部分、2个地址,1个公式,你也能轻松划分子网

?想与操作

步骤3:上一步得到网络ID的后8位是01000000,化为十进制是64,则这个IP对应的网络ID就是192.168.1.64

4. 广播地址计算

广播地址,这里说的广播地址不是二层广播MAC地址,而是三层广播IP地址。三层广播地址有什么用呢?也是用来在同一个网段群发报文的,所有在同一个网段的所有主机,收到三层IP广播地址,都是不能丢弃的,需要处理。

一个网段的广播地址,有比较简单的计算方法,就是把所有的host位都置为1,如下图所示:

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主机位都置为1

这样计算出来的广播地址后8位值为79,则这个网段的广播地址就为192.168.1.79

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转化为十进制

5. 一个公式

上面我们通过计算,已经得到192.168.1.72 255.255.255.240 这个IP地址对应的网络ID和广播地址,那么这个网段可以容纳多个主机呢? 换句话说,有哪些地址是和这个IP在同一个网段里的呢?

其实很简单,掐头去尾,除去网络ID和广播地址,剩下的地址,都是在同一个网段,并且是可用的。

如上面的例子,去除了网络ID 192.168.1.64,广播地址192.168.1.79,剩下的14个IP地址192.168.65-78,都是可以使用的。

这里有一个简单的公式来计算某个网段内可用的IP地址个数:2的n次方-2。

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