在学习掌握了前面的《进制计数》《IP地址详解》这两部分知识后,要学习子网划分,首先就要必须知道子网掩码,只有掌握了子网掩码这部分内容,才能很好的理解和划分子网。

IP地址和子网划分学习笔记相关篇章:

1、IP地址和子网划分学习笔记之《预备知识:进制计数》

2、IP地址和子网划分学习笔记之《IP地址详解》

3、IP地址和子网划分学习笔记之《子网掩码详解》

4、IP地址和子网划分学习笔记之《子网划分详解》

5、IP地址和子网划分学习笔记之《超网合并详解》

一、子网掩码

IP地址是以网络号和主机号来标示网络上的主机的,我们把网络号相同的主机称之为本地网络,网络号不相同的主机称之为远程网络主机,本地网络中的主机可以直接相互通信;远程网络中的主机要相互通信必须通过本地网关(Gateway)来传递转发数据。

1、子网掩码的概念及作用

①、子网掩码(Subnet Mask)又叫网络掩码、地址掩码,必须结合IP地址一起对应使用。
②、只有通过子网掩码,才能表明一台主机所在的子网与其他子网的关系,使网络正常工作。
③、子网掩码和IP地址做“与”运算,分离出IP地址中的网络地址和主机地址,用于判断该IP地址是在本地网络上,还是在远程网络网上。
④、子网掩码还用于将网络进一步划分为若干子网,以避免主机过多而拥堵或过少而IP浪费。

2、子网掩码的组成

①、同IP地址一样,子网掩码是由长度为32位二进制数组成的一个地址。
②、子网掩码32位与IP地址32位相对应,IP地址如果某位是网络地址,则子网掩码为1,否则为0。
③、举个栗子:如:11111111.11111111.11111111.00000000

注:左边连续的1的个数代表网络号的长度,(使用时必须是连续的,理论上也可以不连续),右边连续的0的个数代表主机号的长度。

3、子网掩码的表示方法

①、点分十进制表示法
二进制转换十进制,每8位用点号隔开
例如:子网掩码二进制11111111.11111111.11111111.00000000,表示为255.255.255.0

②、CIDR斜线记法
IP地址/n
例1:192.168.1.100/24,其子网掩码表示为255.255.255.0,二进制表示为11111111.11111111.11111111.00000000
例2:172.16.198.12/20,其子网掩码表示为255.255.240.0,二进制表示为11111111.11111111.11110000.00000000
不难发现,例1中共有24个1,例2中共有20个1,所以n是这么来的。运营商ISP常用这样的方法给客户分配IP地址。

注:n为1到32的数字,表示子网掩码中网络号的长度,通过n的个数确定子网的主机数=2^(32-n)-2(-2的原因:主机位全为0时表示本网络的网络地址,主机位全为1时表示本网络的广播地址,这是两个特殊地址)。

3、为什么要使用子网掩码?

前面说道,子网掩码可以分离出IP地址中的网络地址和主机地址,那为什么要分离呢?因为两台主机要通信,首先要判断是否处于同一网段,即网络地址是否相同。如果相同,那么可以把数据包直接发送到目标主机,否则就需要路由网关将数据包转发送到目的地。

可以这么简单的理解:A主机要与B主机通信,A和B各自的IP地址与A主机的子网掩码进行And与运算,看得出的结果:

1、结果如果相同,则说明这两台主机是处于同一个网段,这样A可以通过ARP广播发现B的MAC地址,B也可以发现A的MAC地址来实现正常通信。

2、如果结果不同,ARP广播会在本地网关终结,这时候A会把发给B的数据包先发给本地网关,网关再根据B主机的IP地址来查询路由表,再将数据包继续传递转发,最终送达到目的地B。


计算机的网关(Gateway)就是到其他网段的出口,也就是路由器接口IP地址。路由器接口使用的IP地址可以是本网段中任何一个地址,不过通常使用该网段的第一个可用的地址或最后一个可用的地址,这是为了尽可能避免和本网段中的主机地址冲突。

在如下拓扑图示例中,A与B,C与D,都可以直接相互通信(都是属于各自同一网段,不用经过路由器),但是A与C,A与D,B与C,B与D它们之间不属于同一网段,所以它们通信是要经过本地网关,然后路由器根据对方IP地址,在路由表中查找恰好有匹配到对方IP地址的直连路由,于是从另一边网关接口转发出去实现互连。

4、子网掩码的分类

①、缺省子网掩码

也叫默认子网掩码,即未划分子网,对应的网络号的位都置 1 ,主机号都置 0 。

未做子网划分的IP地址:网络号+主机号

A类网络缺省子网掩码: 255.0.0.0,用CIDR表示为/8

B类网络缺省子网掩码: 255.255.0.0,用CIDR表示为/16

C类网络缺省子网掩码: 255.255.255.0,用CIDR表示为/24

②、自定义子网掩码

将一个网络划分子网后,把原本的主机号位置的一部分给了子网号,余下的才是给了子网的主机号。其形式如下:

做子网划分后的IP地址:网络号+子网号+子网主机号

举个栗子:

如:192.168.1.100/25,其子网掩码表示:255.255.255.128

意思就是将192.168.1.0这个网段的主机位的最高1位划分为了子网。关于子网划分将在下篇文章讲到,这里不在阐述。

5、子网掩码和IP地址的关系

子网掩码是用来判断任意两台主机的IP地址是否属于同一网络的依据,就是拿双方主机的IP地址和自己主机的子网掩码做与运算,如结果为同一网络,就可以直接通信。

And按位与运算:
与运算是计算机中一种基本的逻辑运算方式,符号表示为&,也可以表示为 and。
参加运算的两个数据,按二进制位进行“与”运算。
运算规则:0&0=0;0&1=0;1&0=0;1&1=1;
即:两位同时为“1”,结果才为“1”,否则为0

如何根据IP地址和子网掩码,计算网络地址:

①、将IP地址与子网掩码转换成二进制数。
②、将二进制形式的 IP 地址与子网掩码做“与”运算。
③、将得出的结果转化为十进制,便得到网络地址。
如下图:

网络地址计算小技巧:IP地址和子网掩码做与运算,把IP地址的主机位直接归0,就快速得到网络地址。所以只要一看到IP地址和子网掩码,就能马上确认网络地址。

二、CIDR与VLSM

理解和掌握了子网掩码这部分知识后,这里要补充下CIDR和VLSM,这对于我们下篇讲述的子网划分,简直了就是放大招啊!

1、有类和无类网络,超网和子网

,我们先了解这几个概念,对于CIDR和VLSM以及子网划分都是很有用的。

◆ 有类网络:也叫主类网络或标准网络,就是指把IP地址能归结到的A类、B类、C类IP,使用的是标准的默认子网掩码。

◆ 无类网络:相对于有类网络,无类网络IP地址的掩码是变长的。在有类网络的基础上,拿出一部分主机ID作为子网ID。

◆ 超网:把多个小网络组合成一个大网络,称为超网(SuperNetting),也可以说子网掩码长度小于相对应的有类网络的叫超网。

◆ 子网:有类网络划分成更小后的网络,称为子网(Subnet),也可以说子网掩码长度大于相对应的有类网络的叫子网。

2、CIDR无类别域间路由

CIDR(Classless Inter-Domain Routing,无类别域间路由)本质是消除了传统的A类、B类和C类地址以及划分子网的概念,将多个地址块聚合在一起生成一个更大的网络,从而包含更多的主机。

CIDR采用8-30位可变网络ID(最大可用的只能为30位,即保留2位给主机位),而不是A、B、C类网络ID所用的固定的8、16和24位。
CIDR表示方法:IP地址/n,n表示IP地址中的前n位代表网络部分(n个二进制数1),其余(32-n)位代表主机部分。这种方法称为“斜线记法”,它又称为CIDR记法。

举个栗子:子网掩码255.255.255.192,用CIDR表示是多少呢?

①、首先确认的是这是个C类网络地址(C类的默认子网掩码为255.255.255.0)

②、前面三个字节都是255,转换成二进制都为1,即11111111.11111111.11111111,即24位1。

③、后面一个字节是192,转换成二进制为11000000,即1占用了2位。

④、子网掩码共占用了26位1,所以用CIDR表示为/26。

⑤、如果网络地址为192.168.10.0,再加上CIDR,最后表示为192.168.10.0/26。

CIDR支持路由聚合,能够将路由表中的许多路由条目合并为成更少的数目,因此可以限制路由器中路由表的增大,减少路由通告,减轻路由器的负担。

3、VLSM可变长子网掩码

VLSM(Variable Length Subnet Mask,可变长子网掩码)规定了在一个有类(A、B、C类)网络内包含多个子网掩码的能力,以及对一个子网的再进行子网划分的能力。

每一个IP地址都包含了2部分:网络号和主机号。在有类网络中,32bit的IP地址被分为4段,每段8bit来表示。这使得作为网络号的前缀必须是8位,16位或者24位。当网络号是24位的时候,主机号只有8位,也就是说,可分配的最小的地址块是256个(2^8=256,而实际可分配的主机地址还要减去两个,一个是网络地址,一个是广播地址,最后为254个),这个数量对于大多数企业来说是不够的。

而比这个大一点的IP地址块是网络号为16位的时候,这个时候可分配的地址块是65536(2^16=65536),这个数量对于大多数公司又太多了。这导致无论公司选择哪种类型的网络,都可能对IP地址造成大量的浪费。

IP地址如果只使用有类(A、B、C类)来划分,会造成大量的浪费或者不够用。VLSM的诞生有效的解决了这个问题,可以在有类网络的基础上,通过对IP地址的主机号进行再划分,把一部分划入网络号,就能划分各种类型大小的网络了。网络号也不再仅局限在8、16和24位这几个数,而是灵活变化的大小了。

4、CIDR与VLSM的区别

  • 在使用CIDR聚合地址时,将原来有类IP地址中的网络位划出一部分作为主机位使用。
  • 在使用VLSM划分子网时,将原来有类IP地址中的主机位按照需要划出一部分作为网络位使用。
  • CIDR:子网掩码往左边移,掩码netmask缩短了。
  • VLSM:子网掩码往右边移,掩码netmask增长了。
  • CIDR是把几个有类网络合成一个大的网络(超网),用于路由地址聚合。
  • VLSM是把一个有类网络分成几个小型网络(子网),用于更高效划分子网。

CIDR与VLSM总结:
在某种程度上来说,CIDR和VLSM它们之间可以看做是逆过程。
CIDR是把几个小网络聚合成一个大网络来做表示,而VLSM则是把一个大网络继续细分为几个小网络进行IP地址分配。
CIDR能让路由器的路由条目得到有效的减少,从而减少路由通告,降低路由器负担,而VLSM则是充分利用IP进行地址分配来解决IP地址不被浪费的问题,节约IP地址空间,更为有效的使用。

搞定,收工~,下一篇正式学习子网划分。

©著作权归作者所有:来自51CTO博客作者MrHuaZi的原创作品,如需转载,请注明出处,否则将追究法律责任

IP2——IP地址和子网划分学习笔记之《子网掩码详解》的更多相关文章

  1. IP地址和子网划分学习笔记之《IP地址详解》

    2018-05-03 18:47:37   在学习IP地址和子网划分前,必须对进制计数有一定了解,尤其是二进制和十进制之间的相互转换,对于我们掌握IP地址和子网的划分非常有帮助,可参看如下目录详文. ...

  2. IP地址和子网划分学习笔记之《预备知识:进制计数》

    一.序:IP地址和子网划分学习笔记开篇 只要记住你的名字,不管你在世界的哪个地方,我一定会去见你.——新海诚 电影<你的名字> 在我们的日常生活中,每个人的名字对应一个唯一的身(敏)份(感 ...

  3. 【转载】IP地址和子网划分学习笔记之《子网掩码详解》

    原文地址: https://blog.51cto.com/6930123/2112748 一.子网掩码 IP地址是以网络号和主机号来标示网络上的主机的,我们把网络号相同的主机称之为本地网络,网络号不相 ...

  4. expect学习笔记及实例详解【转】

    1. expect是基于tcl演变而来的,所以很多语法和tcl类似,基本的语法如下所示:1.1 首行加上/usr/bin/expect1.2 spawn: 后面加上需要执行的shell命令,比如说sp ...

  5. 网络基础之IP地址与子网划分

    IP地址 Ipv4地址格式:点分十进制 IP地址的分类 A类 B类 C类: D类:组播 E类: 公共IP地址 私有IP地址 特殊地址 保留地址 子网掩码 什么是子网掩码 CIDR表示法 子网划分 为啥 ...

  6. IP地址及其子网划分

    说实话,弄到子网划分的时候还是及其头晕的,又是这又是那的,现在我们来讲解一下这些东西, 首先我们来介绍一下IP地址,要弄清子网划分,子网掩码首先还是要弄清IP地址的划分 IP地址是给Internet上 ...

  7. 第5章 IP地址和子网划分(4)_超网合并网段

    7. 超网合并网段 7.1 合并网段 (1)子网划分是将一个网络的主机位当网络位,来划分出多个子网.而多个网段合并成一个大网段,合并后的网段称为超网. (2)需求分析 某企业有一个网段,该网段有200 ...

  8. 第5章 IP地址和子网划分(3)_子网划分

    6.子网划分 6.1 地址浪费 (1)IPv4公网地址资源日益紧张,为减少浪费,使IP地址能够充分利用,就要用到子网划分技术. (2)传统上一个C类地址,如212.2.3.0/24,其可用的地址范围为 ...

  9. 如何对IP地址进行子网划分?

    在网络行业,子网划分是必须掌握的的基础知识点,下图是IP地址分类: 子网划分主要掌握的是划分思路,接下来我以192.168.1.72/27的IP划分做为例子: CIDR:无类域间路由. 可以看出192 ...

随机推荐

  1. iOS简单加载一个网页

    .h文件中 @property(strong ,nonitomic) UIWebView * webView; .m文件中 -(void)viewDidLoad { self.webview = [[ ...

  2. 一天搞定CSS: 浮动(float)的副作用--12

    我们通常使用浮动来实现某些元素的布局,但是往往这些元素浮动会影响其他元素的布局,因此会产生副作用. 如果你还不清楚什么是浮动,那就点开这个链接: http://blog.csdn.net/baidu_ ...

  3. JPA关系映射之one-to-one

    一对一关联有两种实现方式:一种是共享的主键关联,另一种是一对一的外键关联 1.共享的主键关联:让两个对象具有共同的主键值,以表明他们之间的一一对应关系. Person.java类 public cla ...

  4. [js高手之路] html5 canvas系列教程 - 像素操作(反色,黑白,亮度,复古,蒙版,透明)

    接着上文[js高手之路] html5 canvas系列教程 - 状态详解(save与restore),相信大家都应该玩过美颜功能,而我们今天要讲的就是canvas强大的像素处理能力,通过像素处理,实现 ...

  5. Python实战之实现简单的购物车系统

    #!usr/bin/env Python3 # -*-coding:utf-8-*- # 程序:购物车程序 # # 需求: # # 启动程序后,让用户输入工资,然后打印商品列表 # 允许用户根据商品编 ...

  6. iOS&amp;nbsp;APP设计规范大全

    目前最为齐全的iOS APP设计规范大全,Mark一个- 欢迎参考本文,未经许可,严禁转载!

  7. 关于Mybatis的一些随笔

    Mapper.xml头文件 <!DOCTYPE mapper PUBLIC "-//mybatis.org//DTD Mapper 3.0//EN" "http:/ ...

  8. BZOJ2554 color 【概率DP】【期望DP】

    题目分析: 好题. 一开始看错题了,以为是随机选两个球,编号在前的染编号在后的. 但这样仍然能获得一些启发,不难想到可以确定一个颜色,剩下的颜色是什么就无关了. 那么答案就是每种颜色的概率乘以期望.概 ...

  9. 9-Python3从入门到实战—基础之条件控制语句

    Python从入门到实战系列--目录 条件判断 if 条件判断 if 语句语法 if <条件判断1>: <执行1> elif <条件判断2>: <执行2> ...

  10. Java语法基础学习DaySeven

    ---恢复内容开始--- 一.包装类——Wrapper 1.定义:针对八种基本数据类型定义相应的引用类型——包装类(封装类) boolean——Boolean          byte——Byte ...