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计算机网络技术及应用:子网划分的影响及掩码表

【摘要】:换句话说,当引入子网划分技术后,IP地址类的概念已不复存在。对于一个给定的IP地址,其中用来表示网络标志和主机号的位数可以是变化的,取决于子网划分的情况。显然,对于传统的A、B和C类网络,其对应的子网掩码应分别为255.0.0.0,255.255.0.0和255.255.255.0。原则上,根据全“0”和全“1”IP地址保留的规定,子网划分时至少要从主机位的高位中选择两位作为子网络位,而只要能保证保留两位作为主机位。表5-4三类网络进行子网划分后的子网掩码续表

为了解决IP地址资源短缺的问题,同时也为了提高IP地址资源的利用率,引入了子网划分技术。

1.子网编址模式下的地址结构

子网划分是指由网络管理员将一个给定的网络分为若干个更小的部分,这些更小的部分被称为子网。当网络中的主机总数未超出所给定的某类网络可容纳的最大主机数,但内部又要划分成若干个分段进行管理时,就可以采用子网划分的方法。为了创建子网,网络管理员需要从原有IP地址的主机位中借出连续的若干位作为子网络ID,如图5-4所示。

图5-4 子网划分示意图

也就是说,经过划分后的子网因为其主机数量减少,已经不需要原来那么多位作为主机ID了,从而可以将这些多余的主机位作为子网ID。

2.子网掩码

引入子网划分技术后,带来的一个重要问题就是主机或路由设备如何区分一个给定的IP地址是否已被划分了子网,从而能正确地从中分离出有效的网络标志(包括子网络号的信息)。通常,将未引进子网划分前的A、B、C类地址称为有类别的IP地址;对于有类别的IP地址,显然可以通过IP地址中的标志位直接判定其所属的网络类别并进一步确定其网络标志。但引入子网划分技术后,这个方法显然是行不通了。

例如,一个IP地址为102.2.3.3,已经不能简单地将其视为一个A类地址而认为其网络标志为102.0.0.0,因为若是进行了8位的子网划分,则其相当于是一个B类地址且网络标志成为102.2.0.0;如果是进行了16位的子网划分,则又相当于是一个C类地址并且网络标志成为102.2.3.0;若是其他位数的子网划分,则甚至不能将其归入任何一个传统的IP地址类中,可能既不是A类地址,也不是B类或C类地址。

换句话说,当引入子网划分技术后,IP地址类的概念已不复存在。对于一个给定的IP地址,其中用来表示网络标志和主机号的位数可以是变化的,取决于子网划分的情况。将引入子网技术后的IP地址称为无类别的IP地址,并因此引入子网掩码的概念来描述IP地址中关于网络标志和主机号位数的组成情况。

子网掩码通常与IP地址配对出现,其功能是告知主机或路由设备,IP地址的哪一部分代表网络号部分,哪一部分代表主机号部分、子网掩码使用与地址相同的编址格式,即32位长度二进制比特位,也可以分为4个8位组并采用点分十进制来表示。但在子网掩码中,与IP地址中的网络位部分对应的位取值为“1”,而与IP地址主机部分对应的位取值为“0”。这样通过将子网掩码与相应的IP地址进行“与”操作,就可决定给定的IP地址所属的网络号(包括子网络信息)。

例如,102.2.3.3/255.0.0.0表示该地址中的前8位为网络标志部分,后24位表示主机部分,从而网络号为102.0.0.0;而102.2,3.3/255.255.247.0则表示该地址中的前21位为网络标志部分,后11位表示主机部分。显然,对于传统的A、B和C类网络,其对应的子网掩码应分别为255.0.0.0,255.255.0.0和255.255.255.0。(www.chuimin.cn)

表5-3给出了C类网络进行不同位数的子网划分后其子网掩码的变化情况。

表5-3 C类网络进行子网划分后的子网掩码

为了方便表述,在书写上还可以采用诸如“X.X.X.X/Y”的方式来表示IP地址与子网掩码,其中每个“X”分别表示与IP地址中的一个8位组对应的十进制值,而“Y”表示子网掩码中与网络标志对应的位数。如上面提到的102.2.3.3/255.0.0.0也可表示为102.2.3.3/8,而102.2.3.3/255.255.247.0则可表示为102.2.3.3/21。

3.子网划分的方法

在子网划分时,首先要明确划分后所要得到的子网数量和每个子网中所要拥有的主机数,然后才能确定需要从原主机位借出的子网络标志位数。原则上,根据全“0”和全“1”IP地址保留的规定,子网划分时至少要从主机位的高位中选择两位作为子网络位,而只要能保证保留两位作为主机位。A、B、C类网络最多可借出的子网络位是不同的。A类可达22位、B类为14位,C类则为6位。显然,当借出的子网络位数不同时,相应可以得到的子网络数量及每个子网中所能容纳的主机数也是不同的。表5-4给出了A、B、C三类网络的子网络位数和子网络数量、有效子网络数量之间的对应关系,所谓有效子网络是指除去那些子网络位为全“0”和全“1”的子网后所留下的可用子网。

表5-4 三类网络进行子网划分后的子网掩码

续表