利用子網(wǎng)劃分減少I(mǎi)P地址使用的分析

PAGE2小型微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)2004年1期作者一等：文章題目PAGE3大學(xué)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)課程研究報(bào)告IntroductionofComputerNetwork利用子網(wǎng)劃分減少I(mǎi)P地址使用的分析陳梓妍（人文學(xué)院，廣告0901，xinyanczy@)摘要：本文通過(guò)介紹IP地址的作用，簡(jiǎn)單分析了利用子網(wǎng)劃分減少I(mǎi)P地址使用的實(shí)現(xiàn)原理。關(guān)鍵詞：IP地址，子網(wǎng)第25卷第11期小型微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)Vol.25No.112004年11月MINI－MICROSYSTEMSNov.2004收稿日期：2005--基金項(xiàng)目：基金中文完整名稱（基金項(xiàng)目號(hào)）資助作者簡(jiǎn)介：作者一，性別，某年生，籍貫（具體到市、縣或地區(qū)），最高學(xué)位，目前學(xué)歷，職稱等，研究方向?yàn)?；作者二，性別，某年生，籍貫（具體到市、縣或地區(qū)），最高學(xué)位，目前學(xué)歷，職稱等，研究方向?yàn)?；作者三，性別，某年生，籍貫（具體到市、縣或地區(qū)），最高學(xué)位，目前學(xué)歷，職稱等，研究方向?yàn)?AnalysisofutilizingsubnettingtoreducetheuseofIPaddressesChenziyan(schoolofhumanities,advertising0901,xinyanczy@)Abstract:ThispaperdescribestheroleofIPaddresses,asimpleanalysisoftheuseofsubnettingIPaddressestoreducetheuseoftherealizationprinciple.Keywords:IPaddress,subnet一、IP地址簡(jiǎn)述在Internet上有千百萬(wàn)臺(tái)主機(jī)，為了區(qū)分這些主機(jī)，方便這些主機(jī)之間共享資源，相互訪問(wèn)，我們分配給每臺(tái)主機(jī)使用一個(gè)專門(mén)的地址，簡(jiǎn)稱為IP地址。通過(guò)訪問(wèn)不同的IP地址就可以實(shí)現(xiàn)訪問(wèn)到聯(lián)上Internet上的不同主機(jī)。目前,IP地址使用32位二進(jìn)制地址格式，為方便記憶，通常使用以點(diǎn)號(hào)劃分的十進(jìn)制來(lái)表示，如。一個(gè)IP地址主要由兩部分組成：一部分是用于標(biāo)識(shí)該地址所從屬的網(wǎng)絡(luò)號(hào)<其中包括網(wǎng)絡(luò)類型和網(wǎng)絡(luò)ID兩部分）;另一部分用于指明該網(wǎng)絡(luò)上某個(gè)特定主機(jī)的主機(jī)號(hào)。為了給不同規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)提供必要的靈活性,IP地址的設(shè)計(jì)者將IP地址空間劃分為五個(gè)不同的地址類別，其中A、B、C三類最為常用。A類IP地址：用7位（bit）來(lái)標(biāo)識(shí)網(wǎng)絡(luò)號(hào)，24位標(biāo)識(shí)主機(jī)號(hào)，最前面一位為“0”B類IP地址：用14位來(lái)標(biāo)識(shí)網(wǎng)絡(luò)號(hào)，16位標(biāo)識(shí)主機(jī)號(hào)，前面兩位是“10”C類IP地址：用21位來(lái)標(biāo)識(shí)網(wǎng)絡(luò)號(hào)，8位標(biāo)識(shí)主機(jī)號(hào)，前面三位是“110”二、IP地址面臨的危機(jī)由于許多用戶不能合理的使用IP地址，造成大量IP地址的浪費(fèi)，導(dǎo)致IP地址資源緊張，節(jié)約IP地址刻不容緩。當(dāng)1981年9月TCP/IP協(xié)議開(kāi)始發(fā)布時(shí)，當(dāng)時(shí)互聯(lián)網(wǎng)上大約只有1000臺(tái)主機(jī)，并且?guī)缀跛械闹鳈C(jī)都是基于時(shí)分系統(tǒng)的大型機(jī)，為單個(gè)用戶設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)幾乎不存在。因此在當(dāng)時(shí)IPv4所擁有的40億個(gè)址簡(jiǎn)直就是天文數(shù)字，在分配IP地址時(shí)也就相當(dāng)?shù)碾S意，從而導(dǎo)致早期的地址分配方案不盡合理，浪費(fèi)比較嚴(yán)重。例如，申請(qǐng)到一個(gè)A類或B類地址的用戶單位，理論上可以用約1600萬(wàn)個(gè)或65000個(gè)IP地址，實(shí)際上接入的沒(méi)有這么多主機(jī)，這也就意味著相當(dāng)一部分IP地址被閑置，并且不能被再分配。另外，美國(guó)一些大學(xué)和公司占用了大量的IP地址，例如MIT、IBM和AT&T分別占用了1600多萬(wàn)，1700多萬(wàn)和1900多萬(wàn)個(gè)IP地址。由此也導(dǎo)致大量的IP地址被浪費(fèi)，隨著電腦技術(shù)的普及和因特網(wǎng)技術(shù)的迅猛發(fā)展，大量的個(gè)人計(jì)算機(jī)出現(xiàn)了，因此IPv4地址資源已經(jīng)瀕臨枯竭，到目前為止，A類和B類地址已經(jīng)用完，只有C類地址還稍有余量。三、通過(guò)劃分子網(wǎng)來(lái)節(jié)約IP地址為了使地址空間得到有效利用,因特網(wǎng)社會(huì)采用了若干方法,其中一種就是將網(wǎng)絡(luò)劃分成幾個(gè)子法稱為子網(wǎng)編址。子網(wǎng)編址是將IP地址主機(jī)號(hào)部分再劃分為兩部分以提供額外的編址能力,原來(lái)的IP地址有兩部分組成:網(wǎng)絡(luò)號(hào)和主機(jī)號(hào)。劃分子網(wǎng)后的地址分為三部分：網(wǎng)絡(luò)號(hào)、子網(wǎng)號(hào)和主機(jī)號(hào)。3.1、子網(wǎng)掩碼子網(wǎng)掩碼在子網(wǎng)編址中用來(lái)確定一個(gè)IP地址的32位二進(jìn)制數(shù)字中哪些是網(wǎng)絡(luò)號(hào)、哪些是主機(jī)號(hào)。它的長(zhǎng)度也是32位,左邊是網(wǎng)絡(luò)位,用二進(jìn)制數(shù)字“1”表示;右邊是主機(jī)位,用二進(jìn)制數(shù)字“03.2、靜態(tài)子網(wǎng)劃分在靜態(tài)子網(wǎng)劃分中,各子網(wǎng)中的每個(gè)主機(jī)和路由器都使用了相同的子網(wǎng)掩碼,子網(wǎng)掩碼中1.0的位數(shù)固定不變。個(gè)例分析:某單位要構(gòu)建6個(gè)分布于不同地點(diǎn)的局域網(wǎng)絡(luò),每個(gè)網(wǎng)絡(luò)至多有28臺(tái)主機(jī),但只申請(qǐng)到了一個(gè)C類網(wǎng)絡(luò)ID號(hào),判斷這個(gè)方案可行與否。在這個(gè)實(shí)際應(yīng)用中,若使用傳統(tǒng)類編址方法,則至少要申請(qǐng)6個(gè)C類網(wǎng)絡(luò),從而浪費(fèi)1300多個(gè)IP地址。利用子網(wǎng)編址可解決IP地址浪費(fèi)問(wèn)題。因?yàn)镃類網(wǎng)絡(luò)主機(jī)號(hào)部分是8位,現(xiàn)在要在這8位中選擇一部分作為子網(wǎng)號(hào),剩余的作為主機(jī)號(hào)。因?yàn)?3-2≥6,25-2≥28,所以占用主機(jī)位的子網(wǎng)位數(shù):3位,子網(wǎng)化后保留的主機(jī)位數(shù):8-3=5位。用二進(jìn)制表示主網(wǎng):11010011.00011110.00000101.00000000用二進(jìn)制表示的子網(wǎng)掩碼:11111111.11111111.11111111.11100000↑↑子網(wǎng)位主機(jī)位用點(diǎn)分十進(jìn)制表示的子網(wǎng)掩碼:24因?yàn)橹鳈C(jī)位有三位,所以它可以有2^3=8種不同組合分配給子網(wǎng),而主機(jī)位有5位,就有2^5=32種不同的組合以分配給不同的主機(jī)。子網(wǎng)掩碼是24的子網(wǎng)位變化情況子網(wǎng)位220.30.5.x中的8位組(二進(jìn)制)220.30.5.x中的8位組(十進(jìn)制)子網(wǎng)號(hào)000000000000/2700100100000322/2701001000000644/2701101100000966/271001000000012828/271011010000016060/271101100000019292/271111110000022424/27在實(shí)際應(yīng)用中,不允許使用頂端子網(wǎng)(子網(wǎng)位各位全1)和末端子網(wǎng)(子網(wǎng)位各位全0),那么,使用子網(wǎng)掩碼24以后,該C類IP地址可以分配給6個(gè)子網(wǎng)。子網(wǎng)中的主機(jī)地址。從子網(wǎng)位的分配很容易推出,若有n位主機(jī)位,則有2n個(gè)組合,每種組合分配給一臺(tái)主機(jī)。但是,全0和全1和主機(jī)號(hào)要分別留給子網(wǎng)和廣播地址,減去這2個(gè)