(2.2)IP子網(wǎng)劃分與地址規(guī)劃【全業(yè)務(wù)組網(wǎng)磚家指引】

1、【全業(yè)務(wù)組網(wǎng)磚家指引】由91導(dǎo)購網(wǎng)編輯http:/www.91tell.me 91告訴我第二節(jié)IP 子網(wǎng)劃分與IP地址規(guī)劃隨著局域網(wǎng)中計算機(jī)數(shù)量的迅速增長，網(wǎng)絡(luò)管理和計算機(jī)安全問題越來越突出。在網(wǎng)絡(luò)使用初期，由于信息點(diǎn)少，我們只需設(shè)置成一個子網(wǎng)，無需考慮網(wǎng)絡(luò)分段的問題，而隨著用 戶的增加，就必須采取措施來加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)的管理。對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分段管理，不僅便于網(wǎng)絡(luò)維護(hù)， 而且可以縮小沖突域的范圍，隔離網(wǎng)段內(nèi)部的廣播風(fēng)暴，減少廣播風(fēng)暴的影響，提高了網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和實際可用帶寬。IP地址是TCP/IP協(xié)議族中的網(wǎng)絡(luò)層地址，它被用來標(biāo)識網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)。IP地址空間的分配，要與網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu)相適應(yīng)，既要有效地利用地址空

2、間，又要體現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的可擴(kuò)展性和靈 活性，同時能滿足路由協(xié)議的要求，提高路由算法的效率，加快路由更新的收斂速度。這里所說的IP地址是指目前普遍使用的IPv4地址，由32位二進(jìn)制數(shù)組成的，而現(xiàn)在已開始試運(yùn)行，將來有可能代替IPv4的IPv6地址，以128位二進(jìn)制數(shù)表示一個IP地址。我們將IPv4地址32位二進(jìn)制數(shù)分成4組，每組一個字節(jié)，即8個二進(jìn)制數(shù)，將這8個二進(jìn) 制數(shù)轉(zhuǎn)化成十進(jìn)制數(shù)，就是平時我們看到的IP地址，每組數(shù)值的范圍在 0255之間。每個字節(jié)之間用圓點(diǎn)號隔開，它包含兩個部分：網(wǎng)絡(luò)號和主機(jī)節(jié)點(diǎn)號。IP地址分為 A B C DE五類，其中常用的是 A B、C三類。D類地址用于在IP網(wǎng)絡(luò)中的組播

3、（multicast：ng,又稱為多目廣播）。E類地址保留作研究之用。五類IP地址情況表:類別網(wǎng)絡(luò)號位數(shù)范圍說明A類至 U 其中 保留作環(huán)路 (lookback )測試地址 到55 保留。B類16 至 U其中 到55 保留。C類24 至其中 到 55 保留。D類 至 U239. 255. 255.254組播地址

4、E類 至55保留作研究上表中ABC類的保留地址是作為私有地址(Private Address)使用的。私有地址屬于非 注冊地址，專門供各類組織機(jī)構(gòu)內(nèi)部使用。我們在組建局企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)時可以直接使用，無需注冊，但使用私有地址不能直接上互聯(lián)網(wǎng)，上互聯(lián)網(wǎng)必須有公網(wǎng)的IP地址，否則發(fā)往公網(wǎng)的數(shù)據(jù)包無法被正確路由。一些IP地址是特殊的：直接廣播地址(directed broadcasting ):TCP/IP規(guī)定，主機(jī)號各位全為"1”的 IP地址用于廣播之用，叫做直接廣播地址。所謂廣播，即同時向網(wǎng)上的所有主機(jī)發(fā)送報文，當(dāng) 一個分組被發(fā)送給直接廣播地址時，

5、這個分組的拷貝便被發(fā)送到該網(wǎng)絡(luò)的所有主機(jī)。對一個廣播型的物理網(wǎng)絡(luò)(如以太網(wǎng))，直接廣播很容易地通過硬件實現(xiàn)，對一個非廣播象網(wǎng)絡(luò)， 必須通過軟件將分組的拷貝發(fā)往網(wǎng)內(nèi)各個主機(jī)，實現(xiàn)直接廣播功能。有限廣播地址:TCP/IP 規(guī)定，32比特全為“ 1”的IP地址用于本網(wǎng)廣播，該地址叫做有 限廣播地址(limited broadcast address).主機(jī)在啟動過程中， 往往不知道本網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)號， 這時候，若想向本網(wǎng)廣播，就要使用有限廣播地址。環(huán)路測試地址(Loopback IP):A類網(wǎng)絡(luò)地址127是一個保留地址，用于網(wǎng)絡(luò)軟件測試 以及本機(jī)進(jìn)程間的通信，叫做回送地址。無論什么程序，一旦使用回送地址發(fā)

6、送數(shù)據(jù)，協(xié)議 軟件立即返回之，不進(jìn)行任何網(wǎng)絡(luò)傳輸。TCP/IP 規(guī)定，含網(wǎng)絡(luò)號127的分組不能出現(xiàn)在任何網(wǎng)絡(luò)上，主機(jī)和網(wǎng)關(guān)不能為該地址廣播任何尋徑信息。目前IP地址的使用已經(jīng)不再按照上述的ABCDE分類方式，而是采用無分類的VLSM(Variable-Le ngth Sub net Mask ，可變長子網(wǎng)掩碼)技術(shù)。 VLSM 允許根據(jù)需要以任何長度 的網(wǎng)絡(luò)號來劃分子網(wǎng)，而不用局限于使用ABC等分類來劃分子網(wǎng)。VLSM技術(shù)對高效使用IP地址較少浪費(fèi)以及減小路由表都起到非常重要的作用。分類的過時的，存在如下不足：?效率低? B類地址空間嚴(yán)重?fù)p耗? C類地址路由表項太多的4M個主機(jī)IPWbiiS主

7、機(jī)地址(22 bits)8192個主機(jī)IP19 bits主機(jī)地址(13 bits) |4096個主機(jī)IP20 bitsHost (12 bits)|64個主機(jī)IP26 bits6 bits網(wǎng)絡(luò)邊界可以是任意長度:VLSM技術(shù)亠無分類的當(dāng)前較好的實現(xiàn)方法圖 2-2-1IP地址由網(wǎng)絡(luò)號和主機(jī)節(jié)點(diǎn)號組成，我們用子網(wǎng)掩碼來區(qū)分網(wǎng)絡(luò)號和主機(jī)節(jié)點(diǎn)號。子網(wǎng)掩碼是一個32位地址，用于屏蔽IP地址的一部分以區(qū)別網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識和主機(jī)標(biāo)識，從而知道 該IP地址是在局域網(wǎng)上，還是在遠(yuǎn)程網(wǎng)上。子網(wǎng)掩碼是一個 32位的2進(jìn)制數(shù)，其對應(yīng)網(wǎng)絡(luò)地址的所有位都置為 1,對應(yīng)于主機(jī)地址的所有位都置為 0。因此，A類網(wǎng)絡(luò)的缺省的子網(wǎng)掩碼是

8、，B類網(wǎng)絡(luò)的缺省的子網(wǎng)掩碼是，C類網(wǎng)絡(luò)的缺省的子網(wǎng)掩碼是。將子網(wǎng)掩碼和IP地址按位進(jìn)行邏輯“與”運(yùn)算，得到IP地址的網(wǎng)絡(luò)地址，網(wǎng)絡(luò)地址之外的剩余部分是主機(jī)地址，從而區(qū)分出IP地址中的網(wǎng)絡(luò)地址和主機(jī)地址。子網(wǎng)掩碼常用點(diǎn)分十進(jìn)制表示，我們還可以用網(wǎng)絡(luò)前綴法表示子網(wǎng)掩碼，即“ IP地址/網(wǎng)絡(luò)地址位數(shù) ”。如/16 表示 網(wǎng)絡(luò) (掩碼為 )。子網(wǎng)掩碼告知路由器， 地址的哪一部分是網(wǎng)絡(luò)地址，哪一部分是主機(jī)地址， 使路由器正 確判斷任意IP地址是否是本網(wǎng)段的，從而正確地進(jìn)行路由

9、。例如，有二臺主機(jī)，主機(jī)一的IP 地址為 ,子網(wǎng)掩碼為 92 ;主機(jī)二的 IP 地址為 3 ,子網(wǎng)掩碼為 92;主機(jī)三的IP 地址為 3,子網(wǎng)掩碼為92?，F(xiàn)在主機(jī)一要給主機(jī)二或三發(fā)送數(shù)據(jù)，先要判斷主機(jī)一與它們是否在同一網(wǎng)段。方法是將IP地址與掩碼“與”運(yùn)算后，看運(yùn)算后的結(jié)果是否一致，一致就同一網(wǎng) 段，可以直接發(fā)送數(shù)據(jù)包給對方；否則屬于不同網(wǎng)段，發(fā)送數(shù)據(jù)包時要向發(fā)給網(wǎng)關(guān)，由網(wǎng)關(guān)負(fù)責(zé)路由轉(zhuǎn)發(fā)。網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)主機(jī)一主機(jī)二主機(jī)二IP地址213.26.161.

10、633掩碼929292“與”運(yùn)算結(jié)果4與主機(jī)一是否冋網(wǎng)段“與”運(yùn)算結(jié)果相同，是同一網(wǎng)段不同一網(wǎng)段掩碼的計算方法是將前面全1后面全0的二進(jìn)制數(shù)值計算出來，如：11111111.11111111.11111111.11110000（二進(jìn)制）=40（十進(jìn)制）當(dāng)子網(wǎng)IP數(shù)量不超過256時，我們可以用 256-X的方式計算掩碼。X 是子網(wǎng)的IP數(shù) 量規(guī)模，為2的n次方，如2、4、8、

11、16、32、64等。假設(shè)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模為 2的4次方，即16 個IP，則掩碼最后一字節(jié)為 256-16 = 240,掩碼為40 。如用網(wǎng)絡(luò)前綴法表示， 則網(wǎng)絡(luò)地址位數(shù)為 32 - 4= 28,即用“IP 地址/28 ”表示。常見的子網(wǎng)位與掩碼對應(yīng)關(guān)系如下:子網(wǎng)位子網(wǎng)掩碼IP數(shù)量可用IP數(shù)量/23512510/24256254/2528128126/26926462/27243230/28401614/29255.255.

12、255.24286/305242IP地址的分配應(yīng)遵循以下幾個原則:IP地址的規(guī)劃在網(wǎng)絡(luò)設(shè)計中的作用舉足輕重。直接影響整個網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的效率。IP 地址設(shè)計的總原則是簡單、易管理、易擴(kuò)展等，要注意如下規(guī)則：?唯一性：一個IP網(wǎng)絡(luò)中不能有兩個主機(jī)采用相同的IP地址；?簡單性：地址分配應(yīng)簡單易于管理，降低網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展的復(fù)雜性，簡化路由表的款項；?連續(xù)性：連續(xù)地址在層次結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中易于進(jìn)行路由匯總（Route Summarization ）,大大縮減路由表，提高路由算法的效率；?可擴(kuò)展性：地址分配在每一層次上都要留有余量，在網(wǎng)絡(luò)規(guī)模擴(kuò)展時能保證地址匯總所需的連續(xù)性；?靈活性：地址分配應(yīng)

13、具有靈活性，可借助可變長子網(wǎng)掩碼技術(shù)( VLSM Variable-Length Subnet Mask)，以滿足多種路由策略的優(yōu)化，充分利用地址空間。為了靈活地在不同規(guī)模的子網(wǎng)中分配不同數(shù)量的IP地址，我們需要注意采用 VLSM技術(shù)，它可根據(jù)需要在任意位劃分子網(wǎng)邊界，對一個主網(wǎng)絡(luò)號，可分出最小只有2個主機(jī)號的子網(wǎng)，亦可劃分出一個較大的子網(wǎng)，因此它很靈活，特別是在廣域網(wǎng)中， 兩臺互聯(lián)路由器接口只需2個主機(jī)號地址，VLSM非常有用，大大節(jié)約了地址空間，又保證了網(wǎng)絡(luò)設(shè)計的靈活性。在進(jìn) 行地址分配時，一般先用一個定長的子網(wǎng)掩碼將地址空間分成若干個相同規(guī)模的子網(wǎng)，再在每個子網(wǎng)中根據(jù)所需的子網(wǎng)數(shù)量和規(guī)模采用VLSM進(jìn)行子網(wǎng)的細(xì)分。為縮減路由表的款項，提高路由的效率，路由匯總(Route Summarization或 RouteAggregation )是一個非常重要而有效的手段。分子網(wǎng)是將網(wǎng)絡(luò)號向主機(jī)號部分?jǐn)U展、即網(wǎng) 絡(luò)邊界向右移的過程，而路由匯總則是劃