CIDR,子网掩码以及划分子网超网

对于中小企业,假如有两千台机器,给他分个B类地址,6万多个,太浪费了,分个C类地址,一个C类地址254个,又不够,又得多申请几个,所以A,B,C类IP地址划分太过僵硬,很不灵活,因此又提出无类域间路(CIDR)由划分IP地址的方法。
无类域间路由(CIDR)
传统划分IP地址的方法都是8位划分的,要不就是前8位网络ID,后24位主机ID;或前16位网络ID,后16位主机ID,或前24位网络ID,后8位主机ID,这种划分IP地址的方法是固定的,不能出现前10位是网络ID,后22位是主机ID这种ID地址,而无类域间路由这种划分IP地址的方法,就可以划分这种地址,他并不强行规定哪些位是网络ID,哪些位是主机ID,怎样划分就看你的心情了。
子网掩码
因为不规定明确的网络ID和主机ID,假如给你一个IP地址,怎么知道哪几位是网络ID位,哪几位是主机ID位呢?于是提出了子网掩码的概念,根据子网掩码配合IP地址可以判断出哪些位是网络ID,哪些位是主机ID。
子网掩码,共32位,和IP地址位位对应,对应于网络ID的那些位,子网掩码位为1,对应于主机ID的那些位,子网掩码位为0。
A类地址的子网掩码
8位网络ID 24位主机ID A类地址
11111111 000000000000000000000000 子网掩码
255.0.0.0 转化成十进制
 

B类地址的子网掩码

16位网络ID 16位主机ID B类地址
1111111111111111 0000000000000000 子网掩码
255.255.0.0 转化成十进制
 

C类地址的子网掩码

24位网络ID 8位主机ID C类地址
111111111111111111111111 00000000 子网掩码
255.255.255.0 转换成十进制
 

 

子网掩码中,1一定在前面,0在后面,而且必须是连续的

我们就只讨论8位子网掩码
00000000 0
10000000 128
11000000 192
11100000 224
11110000 240
11111000 248
11111100 252
11111110 254
11111111 255
这些都能成为子网掩码。
 
假如说一个小网络中要划分两个IP地址,那么要怎么划分这样一个网络,子网掩码又是什么?
划分两个IP地址,就说明主机数为2,套公式2^x=2,可以求出来x=2,所以应划分为网络ID位为30,主机ID位为2的IP地址,子网掩码为30个1,2个0,转化成十进制为255.255.255.252
 
CIDR(无类域间路由)表示法:IP/网络ID位数=IP/(32-主机ID位数)
例如:A类地址的CIDR表示法:IP/8
 

例题1 172.17.0.100/26

(1)netmask(十进制子网掩码)?

前26位是网络ID,后6位是主机ID

11111111111111111111111111 000000

255.255.255.192
(2)主机数多少个?
2^(32-26)=2^6-2=62
(3)网络ID值是什么?
网络ID值就是IP与子网掩码相与
01100010 172.17.0.100
11111111111111111111111111000000 255.255.255.192
01000000 172.17.0.64
所以网络ID值为172.17.0.64/26
注释:因为255化为二进制全为1,所以谁与255相与还未谁,所以前三位不用考虑,不变,只考虑第四位就行了。
 

 

0与0 0

1与0 0
0与1 0
1与1 1
规律:0与谁为0,谁与1位谁
 

 

例题2:110.110.244.100/22

(1)netmask(十进制子网掩码)?

前22位是网络ID,后10位是主机ID

11111111111111111111110000000000
255.255.252.0
(2)主机数多少个?
2^(32-22)-2=2^10-2=1022
(3)网络ID值是什么?
1111010001100100 110.110.244.100
11111111111111111111110000000000 255.255.252.0
1111010000000000 110.110.244.0
所以网络ID值为110.110.244.0/22
 
判断两个主机是否在一个网络(就看IP地址的网络ID位是否一样)
192.168.1.100/16
192.168.2.100/16
前十六位都是192.168,所以在一个网络里
 
192.168.1.100/24
192.168.2.100/24
看前24位,一个是192.168.1,一个是192.168.2,所以不在一个网络
 
假如A和B通讯
A:192.168.1.100/24
B:192.168.2.100/16
对于A来说:先拿A的IP地址与自己子网掩码相与得出网络ID值为192.168.1.0,再拿B的IP地址与自己的IP地址相与得出网络ID值为192.168.2.0(不能和B的子网掩码相与,因为A和B通讯,A只知道B的IP地址,并不知道到B的子网掩码),前24位不相同,所以在A的眼里面A和B不在一个网络里,那么A就要找路由器,通过路由器把数据发给B。
对于B来说:先拿B的IP地址与自己的子网掩码相与得出网络ID值为192.168.0.0,再拿A的IP地址与自己的子网掩码相与得出网络ID值为192.168.0.0,前16位相同,所以在B眼里B和A在一个网络里,B直接和A进行通讯。
 
例题3:给出IP地址和子网掩码
10.100.222.100
255.255.248.0
(1)CIDR表示法
255.255.248.0
11111111 11111111 11111000 00000000 前21位都是1,说明IP地址的网络ID位为21位
所以CIDR表示法为:10.100.222.100/21
(2)主机数是多少?
2^(32-21)-2=2^11-2=2046
(3)网络ID值是多少?
11011110 00000000 10.100.222.100
11111111 11111111 11111000 00000000 255.255.248.0
11011000 00000000 10.100.216.0
所以网络ID值为10.100.216.0/21
 
公式
1 主机数=2^主机ID位-2
2 网络数=2^可变的网络ID位
3 网络ID=IP和netmask 相与
4 划分子网数=2^网络ID向主机ID借的位数
5 损失IP=2*(划分子网数-1)
 
划分子网
划分子网:将一个大网络(主机ID位多)划分多个小的网络(主机ID位少),网络ID向主机ID借位,网络ID变多,主机ID变少
10.0.0.0/8 前8位是网络ID
IP范围:10.0.0.1~10.255.255.254
 
我们先借一位
10.00000000.0.0
10.0 00000000.0.0
前九位是网络ID,这就将10.0.0.0/8划分为2个子网,为10.0 0000000.0.0/9和
10.1 0000000.0.0/9(因为借来的一位是主机ID,主机ID位是可变的,所以借来的这一位也可变)
第一个子网:10.0 0000000.0.0/9 IP范围为:10.0 0000000.0.1/9~10.0 1111111.255.254/9
第二个子网:10.1 0000000.0.0/9 IP范围为:10.1 0000000.0.1/9~10.1 1111111.255.254/9
和10.0.0.0/8的范围对比发现损失了边界两个IP10.0 1111111.255.255和10.1 0000000.0.0
 
我们借两位
10.00000000.0.0
10.00 000000.0.0
前10位是网络ID,这就将10.0.0.0/8划分为4个子网,为10.00 000000.0.0/10和10.01 000000.0.0/10和10.10 000000.0.0/10和10.11 000000/10
第一个子网:10.00 000000.0.0/10 IP范围:10.00 000000.0.1/10~10.00 111111.255.254/10
第二个子网:10.01 000000.0.0/10 IP范围:10.01 000000.0.1/10~10.00 111111.255.254/10
第三个子网:10.10 000000.0.0/10 IP范围:10.10 000000.0.1/10~10.10 111111.255.254/10
第四个子网:10.11 000000.0.0/10 IP范围:10.11 000000.0.1/10~10.11 111111.255.254/10
和10.0.0.0/8的IP范围对比发现少了6个边界的IP,10.00 111111.255.255和10.01 000000.0.0和10.01 111111.255.255和10.10 000000.0.0和10.10 111111.255.255和10.11 000000.0.0
从这我们就可以得出两个公式:
划分子网数=2^网络ID向主机ID借的位数
损失IP=2*(划分子网数-1)
 
例题1:172.200.249.200/22 划分16子网
1 每个子网络netmask
划分16子网,套公式,16=2^x可以求出x=4,所以网络ID向主机ID借的位数为4,所以网络ID位数应为22+4=26位,所以子网掩码前26位为1,后6位为0
11111111111111111111111111 000000 二进制的子网掩码
255.255.255.192 转换成十进制
所以每个子网络netmask为255.255.255.192
2 每个子网络的主机数
2^(32-26)-2=2^6-2=62
3 最小子网的netid
172.200.11110 01 11001000/22
划分16子网172.200.111110 0111 001000/26向主机ID借了4位,所以0111这四位变为网络ID位了。当这四位全为0时且主机ID位全为0时,就为最小子网的网络ID,为172.200.248.0/26
4 最大子网的IP范围
借的四位全为1时,划分的子网最大,所以最大子网IP范围为:172.200.11110 11. 11000001~172.200.11110 11.11111110
化成十进制为172.200.251.193~172.200.251.254
 
划分超网
划分超网:将多个小网合并一个大网,主机ID向网络ID借位
例子:将以下几个小网合并成大网
220.78.168.0/24 220.78.10101 000.0/24
220.78.169.0/24 220.78.10101 001.0/24
220.78.170.0/24 220.78.10101 010.0/24
220.78.171.0/24 220.78.10101 011.0/24
220.78.172.0/24 220.78.10101 100.0/24
220.78.173.0/24 220.78.10101 101.0/24
220.78.174.0/24 220.78.10101 110.0/24
220.78.175.0/24 220.78.10101 111.0/24
将第三位划分为二进制,我们发现前两位和第三位的前5位是一样的。所以把第三位的后三位借走为主机ID,这时就变成前21位是网络ID,后11位为主机ID,就能把这几个小网合并成一个新网为220.78.10101.000.0/21,包含了原来的网络。当然合并是有前提的,借的位前面的位是相同的,且借的位是连续的(例子中000-111都包括),假如说中间缺了一位220.78.10101.011.0/24,但是合并出的新网也包含他,所以必须借的位是连续的。
 
 

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