【答案解析】本题考查IP子网划分的基本知识。
随着网络的应用深入,IPv4采用的是32位IP地址设计,限制了地址空间的总容量,出现了IP地址紧缺的现象,而IPv6(采用128位IP地址设计)还不能够很快地进入应用,这时就需要采取一些措施,来避免IP地址的浪费。而在原先的A、B、C 3类地址划分,经常出现B类太大、C类太小,或者是C类都太大的应用场景,因此就出现了子网连网和可变成子网掩码(VLSM)两种技术。
子网连网,出自RFC950的定义。它的主要思想就是将IP地址划分成3个部分:网络号、子网号、主机号。也就是说,将原先的IP地址的主机号部分分成子网号和主机号两部分。说到底,也就是利用主机号部分继续划分子网。子网可以用“子网掩码”来识别。例如,可以将一个C类地址进行划分子网。划分如下图所示。
[*] 将最后8位——原来的主机号,拿出两位用来表示子网,则可以产生两个子网(01和10,由于00代表网络,11代表广播,不能用来表示具体的网络),每个子网可包含62个主机(000001~111110,同样的,000000代表网络,111111代表广播被保留)。值得一提的是,这时,子网掩码就发生了变化。不是255.255.255.0(11111111 11111111 11111111 00000000),而是255.255.255.192(11111111 11111111 11111111 11000000)。
在从C类地址中划分子网时就可以参照下表来进行。
子网划分表
|
主机号中用于表示子网号的位数 |
子网划分后相对应的子网掩码 |
总共可用的子网地址数 |
每个子网可用的主机地址数 |
2位 |
255.255.255.192 |
2 |
62 |
3位 |
255.255.255.224 |
6 |
30 |
4位 |
255.255.255 240 |
14 |
14 |
5位 |
255.255.255.248 |
30 |
6 |
6位 |
255.255.255.252 |
62 |
2 |
采用了子网连网技术之后,虽然在一定程度上缓解了这个问题,但又引发了一个新问题,既使得每个子网的主机数相等,难以有效地满足实际的需要,又引起了新的IP地址浪费。而VLSM技术正是针对这个问题的行之有效的解决方案。
VLSM是一种产生不同大小子网的网络分配机制(在RFC1878中有详细说明)。VLSM用直观的方法在IP地址后面加上“/网络及子网编码位数”来表示。例如:192.168.123.0/26,就表示前26位表示网络号和子网号,即子网掩码为26位长,主机号6位长。利用VLSM技术,可以多次划分子网,即分完子网后,继续根据需要划分子网。
例如,希赛IT教育研发中心有4个部门,需建立4个子网,其中部门1有50台主机,部门2有25台主机,部门3、4则只有10台主机,有一内部C类地址:192.168.1.0。下面是采用VLSM划分的过程。
(1)找到最大的网络:部门1,需要50台主机。2
5<50<2
6,因此,需要6位主机号,剩下的26位则是网络号、子网号。而最后一个8位段还剩下2位,可以表示00、01、10、114个子网,但00和11有特殊应用,因此,只有01、10两个子网。得到:192.168.1.64/26、192.168.1.128/26两个子网。
(2)假设将192.168.1.64/26分给部门1,则现在就需要处理部门2、3、4。其中部门2的网络最大,需要25台主机。2
4<25<2
5,因此,需要4位主机号,可以分成:192.168.1.128/27和192.168.1.160/27两个子网。
(3)按这个思路划分下去,可以得到下表。
分配后结果
|
部门 |
IP地址 |
网络范围 |
主机数 |
部门1 |
192.168.1.64/26 |
192.168.1.64-192.168.1.127 |
62 |
部门2 |
192.168.1.128/27 |
192.168.1.128-192.168 1.159 |
30 |
部门3 |
192.168.1.160/28 |
192.168.1.160-192.168.1.175 |
14 |
部门4 |
192.168.1.176/28 |
192.168.1.176-192.168.1.191 |
14 |
注:网络范围中的前者是网络地址,后者是广播地址。
无类路由选择协议(Classless Inter Domain Routing, CIDR)是为了应对VLSM而产生的,它是一种路由技术,也就是说,如果使用VLSM技术进行子网划分,那么,在互连时使用的路由器就必须能够支持CIDR。
如果区分各种类别的子网,就会使得路由表激增。CIDR则采用了一种“最大匹配”的原则,可以有效地解决这个问题。
子网划分方法总结如下。
为了帮助大家在考试时能够更快、更准确地计算出网络号、子网号、广播地址、可分配的网络/子网地址、有效子网号、主机数、子网数,现对常见问题的解答技巧进行总结。
1.基本子网划分,取网络号
A类保留第一位,后面全0(如IP地址10.1.0.0,网络号10.0.0.0);B类保留前两位,后面全0(如IP地址13
1.2.3.0,网络号131.2.0.0);C类保留前三位,后面全0(如IP地址192.168.1.5,网络号192.168.1.0)。
2.复杂子网划分,取网络号
首先将掩码为255部分对应的部分照抄,然后对非255部分,将掩码和IP地址均转成二进制作与运算。例如:IP地址为192.168.1.100,子网掩码为255.255.255.240,则前3个数都照抄,而最后一部分先转二进制后再作与运算({{U}}0110 0100{{/U}} AND {{U}}1111 0000{{/U}}={{U}}01100000{{/U}},即96),得到192.168.1.96。
3.给定IP地址和掩码,算网络/子网广播地址
可根据规则:“网络/子网号是网络/子网中的最小数据字,广播地址是网络/子网中的最大数字值,网络中有效、可分配的地址则是介于网络/子网号和广播地址之间的IP地址”。
(1)基本子网划分,取广播地址。掩码为255的部分照抄,为0的部分改为255,例如:IP地址是131.1.0.4,子网掩码为255.255.0.0,则广播地址为131.1.255.255。
(2)复杂子网划分,取广播地址。对于255部分照抄,0部分转为255,对于其他部分则先用256减去该值得到x,然后找到与IP地址中对应数最接近的x的倍数y,再将y-1即可。例如:IP地址131.4.101.129,子网掩码为255.255.252.0。则首先将255、0的部分处理完,得到131.4.255,然后用256、252=4,101最接近的4的倍数是104,因此,得到广播地址为131.4.103.255。
4.复杂子网划分,获取有效子网数
例如:IP地址是140.140.0.0,子网掩码是255.255.240.0。先找到特别的掩码位240,转换成二进制数11110000,得知主机位为4,再用2
4为基数进行增长:140.140.0.0、140.140.16.0、140.140.32.0、140.140.48.0、…、140.140.248.0。
本题中,B类地址的网络地址部分为2字节,主机地址(子网号和主机号)为2字节。要求有80个子网,则子网号部分至少需要7位,每个子网能容纳300台计算机,则主机号部分至少需要9位,A、C、D显然不能满足要求。
CIDR地址采用“首地址/网络前缀长度”的形式表示,即32减去网络前缀长度等于网络内的主机地址数,一般按需分配,使前缀位数尽量大,以节约地址。对本题,地址部分9位即可,因此前缀长度为23位。