淺談子網(wǎng)劃分技術(shù)

蔣 磊

（正德職業(yè)技術(shù)學(xué)院 江蘇 南京 211106）

1 標(biāo)準(zhǔn)分類的IP地址

目前我們所使用的IP地址是IPv4地址，IPv4規(guī)定了IP地址是由網(wǎng)絡(luò)號(hào)+主機(jī)號(hào)一共32個(gè)比特組成的。網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中的每一臺(tái)計(jì)算機(jī)要想和其它的計(jì)算機(jī)通信，事先必須要分配得到一個(gè)IP地址。最初，Internet組織機(jī)構(gòu)定義了A、B、C、D、E共五類IP地址，又稱按標(biāo)準(zhǔn)分類的IP地址。A類地址適合分配給超大型網(wǎng)絡(luò)，B類地址適合分配給中型網(wǎng)絡(luò)，C類地址適合分配給小型網(wǎng)絡(luò)，D類地址用于組播，E類地址用于實(shí)驗(yàn)。

圖1 按標(biāo)準(zhǔn)分類的IP地址

從上圖中我們可以看出，A類網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)號(hào)占8位，其中最高位固定為0，剩下7位可變，所以全球A類網(wǎng)絡(luò)一共有128個(gè)（0至127），實(shí)際可用的只有126個(gè)，A類網(wǎng)絡(luò)主機(jī)號(hào)占24位，每一個(gè)A類網(wǎng)絡(luò)所包含的主機(jī)數(shù)量為224個(gè)（224=16777216），實(shí)際數(shù)量要減去2，原因是主機(jī)號(hào)全0代表本網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)地址，主機(jī)號(hào)全1代表本網(wǎng)廣播地址，一頭一尾去掉2個(gè)；同理，B類網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)號(hào)占16位，其中最高位固定為10，剩下14位可變，所以全球B類網(wǎng)絡(luò)一共有 214個(gè)（214=16384），B類網(wǎng)絡(luò)主機(jī)號(hào)占16位，每一個(gè)B類網(wǎng)絡(luò)所包含的主機(jī)數(shù)量為216個(gè)（216=65536），實(shí)際數(shù)量要減去2，原因同上；同理，C類網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)號(hào)占24位，其中最高位固定為110，剩下21位可變，所以全球C類網(wǎng)絡(luò)一共有221個(gè)（221=2097152），C類網(wǎng)絡(luò)主機(jī)號(hào)占8位，每一個(gè)C類網(wǎng)絡(luò)所包含的主機(jī)數(shù)量為28個(gè)（28=256），實(shí)際數(shù)量要減去2，原因同上。而D類和E類不再區(qū)分網(wǎng)絡(luò)號(hào)和主機(jī)號(hào)，其包含的IP地址數(shù)量是228個(gè)，即268435456個(gè)。上圖右邊說(shuō)明了各類IP地址占總IP地址數(shù)的百分比。

雖然IP地址在計(jì)算機(jī)內(nèi)是用二進(jìn)制表示的，但人類更習(xí)慣于閱讀十進(jìn)制的數(shù)字，所以二進(jìn)制表示的IP地址通常采用點(diǎn)分十進(jìn)制法來(lái)表示。

2 子網(wǎng)掩碼的概念

上圖中，我們可以看出A類IP地址占了總IP地址數(shù)的50%，而全球A類網(wǎng)絡(luò)數(shù)量只有區(qū)區(qū)126個(gè)，這說(shuō)明每一個(gè)A類網(wǎng)絡(luò)所包含的IP地址數(shù)量非常多，試想一下有哪個(gè)組織有如此龐大的IP地址需求？答案是沒(méi)有。所以當(dāng)某個(gè)組織申請(qǐng)得到一個(gè)A類網(wǎng)絡(luò)后，大多數(shù)的IP地址都是被白白浪費(fèi)掉了，因?yàn)槭Ｏ碌腎P地址是不可以再分配給另一個(gè)組織使用的。

為杜絕IP地址的浪費(fèi)，人們想出了各種各樣的辦法，最基本的就是將標(biāo)準(zhǔn)分類的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行子網(wǎng)劃分。子網(wǎng)劃分將原來(lái)的兩級(jí)結(jié)構(gòu)變成了三級(jí)結(jié)構(gòu)，即網(wǎng)絡(luò)號(hào)+子網(wǎng)號(hào)+主機(jī)號(hào)，子網(wǎng)號(hào)來(lái)源于主機(jī)號(hào)，往主機(jī)號(hào)借一位，劃分出兩個(gè)子網(wǎng)，往主機(jī)號(hào)借兩位，劃分出四個(gè)子網(wǎng)，依此類推。劃分子網(wǎng)之后的網(wǎng)絡(luò)打破了原有的平衡，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備不再像往常一樣通過(guò)簡(jiǎn)單的判斷來(lái)區(qū)分IP地址的類別進(jìn)而推導(dǎo)出網(wǎng)絡(luò)號(hào)的位數(shù)了，需要有其它方法來(lái)指出，子網(wǎng)掩碼孕育而生。子網(wǎng)掩碼就是用來(lái)說(shuō)明網(wǎng)絡(luò)號(hào)或子網(wǎng)號(hào)占多少位，主機(jī)號(hào)占多少位，我們只要把一個(gè)IP地址和它所對(duì)應(yīng)的子網(wǎng)掩碼進(jìn)行“與”運(yùn)算即可。子網(wǎng)掩碼是一個(gè)32比特的二進(jìn)制數(shù)，由連續(xù)的1和連續(xù)的0組成，1對(duì)應(yīng)的是網(wǎng)絡(luò)號(hào)或子網(wǎng)號(hào)，0對(duì)應(yīng)的就是主機(jī)號(hào)。缺省情況下，每一類IP地址都有默認(rèn)的子網(wǎng)掩碼，A類默認(rèn)子網(wǎng)掩碼是 255.0.0.0，B類默認(rèn)子網(wǎng)掩碼是255.255.0.0，C類默認(rèn)子網(wǎng)掩碼是255.255.255.0。

3 等長(zhǎng)子網(wǎng)劃分

下面我們通過(guò)一個(gè)實(shí)例來(lái)講解等長(zhǎng)子網(wǎng)劃分技術(shù)。假如公司有4個(gè)部門，每個(gè)部門有50臺(tái)計(jì)算機(jī)，現(xiàn)在使用192.168.1.0/24這個(gè)C類網(wǎng)絡(luò)，從安全角度考慮，老板希望每個(gè)部門的計(jì)算機(jī)都放置到獨(dú)立的網(wǎng)段，這就要求網(wǎng)絡(luò)管理員將192.168.1.0/24這個(gè)C類網(wǎng)絡(luò)劃分成4個(gè)子網(wǎng)，方法如下。

要想將原來(lái)的網(wǎng)絡(luò)劃分成4個(gè)子網(wǎng)，需要將子網(wǎng)掩碼往后移兩位，即26位。00是A子網(wǎng)，01是B子網(wǎng)，10是C子網(wǎng)，11是D子網(wǎng)。原來(lái)的8位主機(jī)號(hào)現(xiàn)在變成了6位，26等于64，以64為步長(zhǎng)可以迅速計(jì)算出每一個(gè)子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)地址。再將每個(gè)子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)地址減1即可得到上一個(gè)子網(wǎng)的廣播地址。

圖2 四個(gè)子網(wǎng)的地址分配情況

從上面的計(jì)算過(guò)程可總結(jié)出子網(wǎng)劃分的步驟。一是，確定要?jiǎng)澐值淖泳W(wǎng)數(shù)目以及每個(gè)子網(wǎng)的主機(jī)數(shù)目。二是，確定子網(wǎng)號(hào)需要的位數(shù)M和剩下的主機(jī)號(hào)位數(shù)N。三是，計(jì)算劃分子網(wǎng)后的子網(wǎng)掩碼。劃分子網(wǎng)時(shí)，可向主機(jī)號(hào)多借幾位，以劃分出更多的子網(wǎng)，但每個(gè)子網(wǎng)的主機(jī)數(shù)量有限；相反，向主機(jī)號(hào)少借幾位，每個(gè)子網(wǎng)可接入的主機(jī)數(shù)量就多，但子網(wǎng)數(shù)量有限。在實(shí)際進(jìn)行子網(wǎng)劃分的時(shí)候，需要靈活掌握，設(shè)置錯(cuò)誤，可能導(dǎo)致計(jì)算機(jī)無(wú)法正常通信。

［1］范璐.觀察法計(jì)算子網(wǎng)劃分[J].遼寧師專學(xué)報(bào)，2006.

［2］王作啟.關(guān)于子網(wǎng)劃分和IP地址的利用率之間的探討[J].科技信息，2011.