网络原理-计算机网络详解-网络分类子网划分及超网

网络分类,子网划分,网络号与超网

网络分类:传统的 ABCDE网络分类,规定的是在同一个网络中,有几个主机号。其实每一个主机号都有公网IP,相当于不同网络中的主机可以用ip直接访问。本质上来讲,所有的主机都处于同一个网络中,只是人为的划分了ABCDE网络。

大白话:网络掩码只代表网络号的位长,需要主机ip相与才能确定网络号。

无论子网还是超网,都有一个网络地址和广播地址。

家里路由器 子网掩码 255.255.255.128  路由器ip 192.168.1.129  。网络位比基本网络位24多一位。 可以用 192.168.1.129/25 表示路由器IP。192.168.1.128/25 表示 网络地址。192.168.1.255/25 是广播地址。网络段号也叫网络段:就是从网络地址-广播地址(因为可以计算,就简单用网络地址表示网络段 即用192.168.1.128/25表示)

大白话:其实一个ip就代表一台主机的意思,至于 掩码 就是用来确定这台主机属于那个子网的。比如x.x.x.x./32 就是说 该主机 自己单独一个网。这样一来,掩码的实际用途就是对内网主机私有ip的网络划分。尽管内网的主机ip有好多个,但是采用NAT技术可以使用少量的公网IP,来对外网进行访问。

至于因特网,它上面的每一台主机地位都相等,每一谁是谁的内网一说。所以因特网上面的主机ip都应该是x.x.x.x/32 

当然内网可以采用 多条宽带叠加上网:

1、买多WAN口的路由器,内网分配给手机或电脑就一个ip。相当于内网可以有对个公网IP出入口。
2、电脑同时连接无线和有线,电脑同时具有无线IP和有线IP且两个不相同。还要设置跃点数相同。

平时上网的时候,只会用一个ip,下载的时候多进程 ,会用两个IP 下载。

1、网络分类与保留地址

在主机或路由器中存放的IP地址(IPv4)都是32位的二进制代码。它包含了网络号(net-id)和主机号(host-id)两个独立的信息段。网络号用了标识主机或路由器所连接到的网络,主机号用来标识该主机或路由器。

为了提高可读性,每8位二进制数用一个十进制数(0~255)表示,并以小数点分隔。这种标记IP地址的方法称为“点分十进制记法”,IP地址的网络号在左边,主机号在右边。

根据固定的网络号和主机号位数的不同,IP地址分成了五类:A类、B类、C类、D类和E类。其中最常用的是A类、B类和C类。

1. A类地址
⑴ A类地址第1字节为网络地址,其它3个字节为主机地址。另外第1个字节的最高位固定为0。
⑵ A类地址范围:1.0.0.1到126.255.255.254。
⑶ A类地址中的私有地址和保留地址:
①10.0.0.0到10.255.255.255是私有地址(所谓的私有地址就是在互联网上不使用,而被用在局域网络中的地址)。
② 127.0.0.0到127.255.255.255是保留地址,用做循环测试用的。

最大网络数127个(1~126是可用的,127作为本地软件环回测试本主机之用)
每一个A类网络中最大主机数是1 677 214(即224-2)个。减去2个的原因是去掉一个主机号全0的地址(网络地址)和主机号全1的地址(广播地址)

2. B类地址
⑴ B类地址第1字节和第2字节为网络地址,其它2个字节为主机地址。另外第1个字节的前两位固定为10。
⑵ B类地址范围:128.0.0.1到191.255.255.254。
⑶ B类地址的私有地址和保留地址
① 172.16.0.0到172.31.255.255是私有地址
  ②169.254.0.0到169.254.255.255是保留地址。如果你的IP地址是自动获取IP地址,而你在网络上又没有找到可用的DHCP服务器,这时你将会从169.254.0.0到169.254.255.255中临得获得一个IP地址。【在mac 电脑中,用 netstat -r 查看路由表时,发现有 169.254 网段,现在明白了 】最大网络数16384个,每一个B类网络中最大的主机数是65534(216-2)个

3. C类地址
⑴C类地址第1字节、第2字节和第3个字节为网络地址,第4个个字节为主机地址。另外第1个字节的前三位固定为110。
⑵ C类地址范围:192.0.0.1到223.255.255.254。
⑶ C类地址中的私有地址:192.168.0.0到192.168.255.255是私有地址。
最大网络数2 097 152, 每一个C类网络中最大的主机数254(28-2)个

4.D 类地址的网络号为1110,用于多播(一对多通讯)。E 类地址的网络号为1111,保留以后使用。

广播地址分为两种:直接广播地址和有限广播地址 有限广播地址也称为本地广播地址,TCP/IP协议规定32比特全为1的IP地址(255.255.255.255)用于本网广播。 在主机不知道本机所处的网络时(如主机的启动过程中),只能采用有限广播方式,用于从网络IP地址服务器处获得一个IP地址。

该地址用于主机配置过程中IP数据报的目的地址。此时,主机可能还不知道它所在网络的网络掩码,甚至连它的IP地址也不知道。在任何情况下,路由器都不转发目的地址为受限的广播地址的数据报,这样的数据报仅出现在本地网络中。【需要进一步去了解上网信息流全过程】

当广播地址包含一个有效的网络号和主机号,技术上就称为直接广播地址。


2、子网划分

采用借位的方法,从主机最高位开始借位变为新的子网络,剩余部分仍然为主机位,使本来应当属于主机号的部分改变为网络号,这样就实现了划分子网的目的。借位使得IP地址的结构分为3部分:网络位、子网位和主机位。

网络位            +    主机位      ——>网络位+子网位     +    主机位

假设某公司有一个C类地址202.110.1.0,现将主机字段的前3位作为子网号,后5位作为主机号,这样该公司最多可划分8(23)个子网,每个子网有30(25-2)个主机地址可以分配。

子网数=2x个(X=借位数)

                 主机数=2y-2个(Y=主机位)

3、网络掩码

子网掩码(subnet mask)又叫网络掩码地址掩码、子网络遮罩,它是一种用来指明一个IP地址的哪些位标识的是主机所在的子网,以及哪些位标识的是主机的位掩码。子网掩码不能单独存在,它必须结合IP地址一起使用。子网掩码只有一个作用,就是将某个IP地址划分成网络地址主机地址两部分。
子网掩码是一个32位地址,用于屏蔽IP地址的一部分以区别网络标识和主机标识,并说明该IP地址是在局域网上,还是在远程网上。
网络掩码最长可以和IP地址一样长,32bit位或四个字节长。
比如DNS服务器8.8.8.8/32掩码就是32位,其网段号为10.10.10.10,主机号没有,那么这个网段就这一台主机,所以有没有主机号就无足轻重。
网络掩码最短是多少?
0位,比如路由表 中的 缺省路由 0.0.0.0/0 ,这条路由代表所有IP网段。
所以对应的网段号长短介于0-32位之间。路由器,按照最长匹配原则,主机会优先32位长的路由,来匹配IP包中的目的IP 地址。
大白话讲网络掩码:
网络掩码就是:  全是1的N位长,N位长就是用来表示 掩码的位数。后面用零补充到
32位。
根据网络掩码的位长,匹配 取出对应ip的位数,后面全补零,就是网络号了。其实就是将掩码与ip相与,获得网络号的意思。该网络号-左边最长的标准网络号(8位,16位,24位)剩余的部分=子网络号。
即:网络号=标准网络号+子网络号(有时后子网络号不存在)
一般掩码数8位,16位,24位,32位:这种是刚好 占据了1个,2个,3个,4个字节。
占了4个字节的网络掩码 没有主机号,只代表 一个主机 占了一个 IP 节点。
有主机号的ip节点,就代表一个ip出口,里面有内网,内网主机共享了一个对外ip节点。
其他那种,不是整个字节的:
就称为子网掩码好了,例如:
定义子网掩码的步骤为:
A、确定哪些组地址归我们使用。比如我们申请到的网络号为 “210.73.a.b”,该网络地址为c类IP地址,网络标识为“210.73.a”,主机标识为“b”。
B、根据我们所需的子网数以及将来可能扩充到的子网数,用宿主机的一些位来定义子网掩码。比如我们需要12个子网,将来可能需要16个。用第四个字节的前四位确定子网掩码。前四位都置为“1”,即第四个字节为“11110000”,这个数我们暂且称作新的二进制子网掩码。
C、把对应初始网络的各个位都置为“1”,即前三个字节都置为“1”,则子网掩码的间断二进制形式为:“11111111.11111111.11111111.11110000” 。
D、把这个数转化为间断十进制形式为:“255.255.255.240” 。
核心解释就是:子网掩码 计算时 x.x.x.x/y
y要掩盖住前面的(8,16,24其中的一个,看看和哪个比较接近就掩住,未掩住的剩下的几位,就是 子网号。子网号 每一位可以取0或1,就可以分割成 2^(未遮掩未数)个子网啦   )

四、超网

超网(supernetting),也称无类别域间路由选择(CIDR)。子网就是 将256个主机细划分成多个子网。超网就是将 多个 256个主机的子网,合并成一个大网。

1、首先 判断 是什么类型的网络(根据给定的IP地址),A类,B类,C类。这样做可以确定基本的网络位。

2、接下来判断 是子网还是 超网,根据掩码计算出的 网络位 和 基本网络位,进行比较。如果 网络位大于 基本位,那就是子网。超出的位数X,代表 2^x的子网数目。如果 网络位 小于基本位,那就代表是超网。超网只代表 一个大网络。缺少的位数+基本主机位 = 整个主机位 可以占用的位数 。

1.1.0.0/24  一个子网 可以容纳 256个主机

1.1.1.0/24  一个子网可以容纳256 个主机

将两个网络合并,可以用超网表示:

1.1.0.0/23 【这里应该是24-23,第三个字节是被合并的子网数,只有一位,可以表示0或1,刚好就是00000001.00000001.00000000.X 和00000001.00000001.00000001.X,第三个字节的最后一位表示合并子网数,上面的X就代表每个被合并的子网的主机有256个】

超网的合并需要 连续的子网。

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 在配置ACL时碰到这样一个地址范围:59.39.80.0-59.39.127.0,如何划分超网才使ACL条目最少呢?
 59.39.80.0转化为2进制为:
00111011.00100111.01010000.00000000
↑取全0之前位数为网络地址位,即59.39.80.0/20[59.39.80.0-59.39.95.255]得到一个超网
然后余下的地址以59.39.96.0开始,
59.39.96.0转化为2进制为:
00111011.00100111.01100000.00000000
↑取全0之前位数为网络地址位,即59.39.96.0/19[59.39.96.0-59.39.127.255],全部覆盖此地址池.
一共得到两条ACL,分别为:59.39.80.0/20、59.39.96.0/19

 

参考:
https://jingyan.baidu.com/article/ae97a646d936ddbbfd461d02.html
https://www.cnblogs.com/RzCong/p/5458962.html

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