第3章子网划分VLSMCIDR

1、 1999, Cisco Systems, Inc. 8-1第三章第三章子网划分、变长子网掩码子网划分、变长子网掩码VLSM和和TCP/IP排错排错通过本章学习，您应该掌握以下内容：通过本章学习，您应该掌握以下内容：掌握子网划分的方法，根据给定的掌握子网划分的方法，根据给定的IP地址和子地址和子网掩码网掩码能够计算网络标识、可用主机标识范围能够计算网络标识、可用主机标识范围、子网的数目、子网的数目、主机的数目、广播地址（、主机的数目、广播地址（B）掌握掌握VLSM的概念的概念,以及以及CIDR（无分类域间路由（无分类域间路由选择）选择）掌握路由地址汇总的方法掌握路由地址汇总的方法掌握关于掌握关

2、于IP地址配置的故障诊断方法地址配置的故障诊断方法本章目标本章目标本章内容本章内容一、子网划分一、子网划分二、变长子网掩码二、变长子网掩码VLSM三、无类编址三、无类编址CIDR四、路由聚合（汇总）四、路由聚合（汇总）五、五、IP地址排错地址排错一、子网划分一、子网划分1、子网划分的好处：、子网划分的好处： 缩减网络流量，优化网络性能缩减网络流量，优化网络性能 大多数流量限定在本地网络内；大多数流量限定在本地网络内； 广播域的规模变小；广播域的规模变小； 简化管理，便于排错简化管理，便于排错网络网络 172.16.0.0172.16.0.0不设子网的网络地址不设子网的网络地址172.16.0.

3、1 172.16.0.2 172.16.0.3.172.16.255.253 172.16.255.254网络网络 172.16.0.0设置子网的地址设置子网的地址172.16.1.0172.16.2.0172.16.3.0172.16.4.0缩减网络流量，优化网络性能缩减网络流量，优化网络性能:广播域减小，大多数数据只在本地网络传递广播域减小，大多数数据只在本地网络传递简化管理，便于排错简化管理，便于排错l多个子网可以运行在同一物理网络上多个子网可以运行在同一物理网络上l划分子网后，原来的网络对外仍呈现为一个划分子网后，原来的网络对外仍呈现为一个完整的网络，划分子网完全是该网络内部的完整的网

4、络，划分子网完全是该网络内部的事务，与外部无关（如上图事务，与外部无关（如上图172.16网）网）l不同子网各机器之间的通信必须通过路由器不同子网各机器之间的通信必须通过路由器（或具有路由功能的三层交换机）才能实现（或具有路由功能的三层交换机）才能实现（见前图）（见前图）2 2、子网的特点、子网的特点在在 xxx.xxx.xxx.xxx 中：中：l 由由 1 到到 127 开头的开头的 IP 是是 A Class l 由由 128 到到 191开头的开头的 IP是是 B Class l 由由 192 到到 223 开头的则为开头的则为 C Class 当我们知道当我们知道IP 的类型之后，我们

5、就可以知道的类型之后，我们就可以知道 IP 的的 Net_ID 和和 Host_ID：l A Class :AAA.HHH.HHH.HHHl B Class :BBB.BBB.HHH.HHH l C Class :CCC.CCC.CCC.HHH 例如：例如： 80.129.216.168 NetID: 80 HostID: 129.216.169 131.248.122.1 NetID: 131.248 HostID: 122.1 202.103.96.168 NetID: 202.103.96 HostID: 168 IPIP地址的特征地址的特征3.3.子网划分的核心思想子网划分的核心思想

6、3.3.子网划分的核心思想子网划分的核心思想 三级层次的三级层次的IPIP地址是：地址是：网络号网络号. . 子网号子网号. . 主机号主机号学院学院划分子网，界定子网学院学院划分子网，界定子网从从IPIP地址的主机标识部分地址的主机标识部分“借用借用”几位作为子网号几位作为子网号 作用：明确子网号与主机号的分界线；作用：明确子网号与主机号的分界线； 取值：网络号与子网号位置取值：网络号与子网号位置1 1，主机号位置，主机号位置0 0练习练习:221.64.137.0:221.64.137.0划分为划分为4 4个子网个子网4.4.子网掩码子网掩码子网掩码的两种表示方式子网掩码的两种表示方式:

7、1)点分十进制表示 255.255.255.0 255.255.255.192 2) /x 表示:在IP地址后写/x，x为子网掩码中1的位数 202.163.75.25/24 211.61.132.82/26子网掩码子网掩码255网络网络主机主机25500101011001111111110101100000100001111111100010000000000000000000010100000000000000000000000000010缺省情况下的子网掩码缺省情况下的子网掩码172.16.2.160 255.255.0.0子网掩码子网掩码举例：举例：B类类IP地址地址172.16.2.

8、160在缺省情况下在缺省情况下没有划分子网没有划分子网网络标识网络标识A类网络默认的子网掩码：类网络默认的子网掩码：255.0.0.0 /8B类网络默认的子网掩码：类网络默认的子网掩码：255.255.0.0 /16C类网络默认的子网掩码：类网络默认的子网掩码：255.255.255.0 /24缺省情况下的子网掩码缺省情况下的子网掩码子网掩码的掩码运算子网掩码的掩码运算: 利用主机利用主机IP地址和子网掩码进行地址和子网掩码进行掩码运掩码运算算可获取主机所在的网络地址可获取主机所在的网络地址 掩码运算掩码运算:将二进制的将二进制的IP地址与子网掩码地址与子网掩码按位进行按位进行“与与”运算，所

9、得结果就是主机所运算，所得结果就是主机所在在的网络地址的网络地址(包括网络地址和子网地址包括网络地址和子网地址)子网掩码的掩码运算子网掩码的掩码运算 习题一习题一 1.已知已知:一主机的一主机的IP地址是地址是142.16.2.21;子网掩码子网掩码 是是255.255.255.0 求求:该主机所在的网络地址该主机所在的网络地址 10001110 00010000 00000010 00010101=142.16.2.0 2.已知已知:一主机的一主机的IP地址是地址是142.16.2.21/18 求求:该主机所在的网络地址该主机所在的网络地址 142.16.2.0习题二习题二已知已知:主机主机

10、1的的IP地址为地址为146.26.27.71; 主机主机2的的IP地址为地址为 146.26.27.110; 子网掩码均为子网掩码均为255.255.255.192;判断判断:主机主机1和主机和主机2是不是在同一个子网上是不是在同一个子网上不在不在问题：如何根据实际需要将一个大的网问题：如何根据实际需要将一个大的网络分为若干小网络（在零子网可用的前络分为若干小网络（在零子网可用的前提下）提下）注意：注意：ip subnet-zero这个命令允许用这个命令允许用户使用第一个和最后一个子网！户使用第一个和最后一个子网！Cisco从其从其IOS的的12.x版本开始将此命令变为版本开始将此命令变为默

11、认设置。默认设置。5.子网划分子网划分问题：如何根据实际需要将一个大的网络分为若干问题：如何根据实际需要将一个大的网络分为若干小网络（在零子网可用的前提下）小网络（在零子网可用的前提下）解题步骤解题步骤:P911.确认用户所需要的网络确认用户所需要的网络ID数数:每个子网需要一个网络每个子网需要一个网络ID; 每个广域网需要一个网络每个广域网需要一个网络ID2.确认每个子网中所需要的主机确认每个子网中所需要的主机ID数数:每台主机需要一个主机每台主机需要一个主机ID; 路由器每个接口需要一个主机路由器每个接口需要一个主机ID3.基于上述需要基于上述需要,做以下工作做以下工作:为整个网络设定一个

12、子网掩码为整个网络设定一个子网掩码(定长子网掩码定长子网掩码);为每个物理网段设定网络为每个物理网段设定网络ID;为每个子网确定主机的合法地址范围等参数为每个子网确定主机的合法地址范围等参数5.子网划分子网划分 举例举例: :一个机构从网络管理中心获取一个一个机构从网络管理中心获取一个C C类地类地 址址:212.26.220.0,:212.26.220.0,按实际需要将该网络分成按实际需要将该网络分成6 6个个子网子网, ,每个子网要能够容纳每个子网要能够容纳2525台机器台机器, ,请给出子请给出子网划分的方案网划分的方案 讨论两个方案讨论两个方案;特殊主机号特殊主机号,零子网可用零子网可

13、用子网划分方案子网划分方案-定长子网掩码技术定长子网掩码技术子网掩码:255.255.255.224子网1:212.26.220.32 (00100000) 子网2:212.26.220.64 (01000000)子网3:212.26.220.96 (01100000)子网4:212.26.220.128 (10000000)子网5:212.26.220.160 (10100000)子网6:212.26.220.192 (11000000)每个子网可用的IP地址是多少?零子网可用零子网可用补充补充:划分子网的快捷方式划分子网的快捷方式P94要为网络选择一个合适的子网掩码要为网络选择一个合适的子

14、网掩码,需要回答需要回答以下五个核心问题以下五个核心问题:1该子网掩码会产生多少个子网该子网掩码会产生多少个子网?2每个子网的子网络号是多少每个子网的子网络号是多少?3每个子网中容纳有多少主机每个子网中容纳有多少主机?4每个子网中合法的主机号是哪些每个子网中合法的主机号是哪些? 5每个子网的广播地址是什么每个子网的广播地址是什么?总结总结:划分子网的快捷方式划分子网的快捷方式要为网络选择一个合适的子网掩码要为网络选择一个合适的子网掩码, 回答五个问题:1.该子网掩码将会产生多少个子网?:2 的x次方(x 代表借用主机标识位数)2.每个子网能容纳多少主机?: 2 的y次方-2 (y代表主机位数)

15、3.每个子网ID是?块大小=256-子网掩码,子网ID=N*块大小4.每个子网的广播地址是?:下个子网ID-15.每个子网的合法主机号是?:忽略子网内全为0 和全为1 的地址剩下的就是合法主机地址.最后1个有效主机地址=下个子网号-2(即广播地址-1)举例举例1:C类地址子网划分类地址子网划分(P95)网络地址网络地址192.168.10.0;子网掩码子网掩码255.255.255.192(/26)1.子网数子网数2.每个子网包含的主机数每个子网包含的主机数3.每个每个子网子网ID是是? 4.每个子网的广播地址每个子网的广播地址是是? 5.每个子网的有效主机范围是？每个子网的有效主机范围是？对

16、比传统方法；画出网络示意图对比传统方法；画出网络示意图举例举例1:C类地址子网划分类地址子网划分(P95)网络地址网络地址192.168.10.0;子网掩码子网掩码255.255.255.192(/26)1.子网数子网数=2*2=42.主机数主机数=2 的的6 次方次方-2=623.子网子网ID是是? 块大小块大小=256-192=64; 所以第一个子网为所以第一个子网为192.168.10.0, 第二个为第二个为192.168.10.64，最后一个为，最后一个为192.168.10.1924.广播地址广播地址:下个子网下个子网-1.所以第一个子网的广播地址是所以第一个子网的广播地址是192.

17、168.10.63，第二个是，第二个是192.168.10.127,最后一个是最后一个是192.168.10.2555.有效主机范围是有效主机范围是:第一个子网的主机地址是第一个子网的主机地址是192.168.10.1 到到192.168.10.62;第二个是第二个是192.168.10.65 到到192.168.10.126;最后一个是最后一个是192.168.10.193到到192.168.10.254对比传统方法；画出网络示意图对比传统方法；画出网络示意图举例举例1:C类地址子网划分类地址子网划分(P95)练习练习:网络地址网络地址192.168.10.0;子网掩码子网掩码255.255

18、.255.252(/30),回答下述五个问题回答下述五个问题练习练习:ip地址地址192.168.10.33;子网掩码子网掩码255.255.255.240,回答回答下述五个问题下述五个问题1.子网数子网数2.每个子网包含的主机数每个子网包含的主机数3.每个每个子网子网ID是是? 4.每个子网的广播地址每个子网的广播地址是是? 5.每个子网的有效主机范围是？每个子网的有效主机范围是？P95 实践举例实践举例1C2C6C 真实场景真实场景图图 P100四个例子四个例子举例举例2: B类地址子网划分类地址子网划分(P102)例子例子1:网络地址网络地址:172.16.0.0;子网掩码子网掩码255

19、.255.192.0(/18)1.子网数子网数=2*2=42.主机数主机数=2 的的14 次方次方-2=163823.有效子网有效子网?:block size=256-192=64;所以第一个子网为所以第一个子网为172.16.0.0,第二个为第二个为172.16.64.0,最后最后1 个为个为172.16.192.04.广播地址广播地址:下个子网下个子网-1.所以第一个子网的广播地址是所以第一个子网的广播地址是172.16.63.255，第二个为，第二个为172.16.127.255,最后一个为最后一个为172.16.255.2555.有效主机范围是有效主机范围是:第一个子网的主机地址是第一

20、个子网的主机地址是172.16.0.1 到到172.16.63.254;第二个是第二个是172.16.64.1 到到172.16.127.254；最；最后一个是后一个是172.16.192.1到到172.16.255.254P103 1B5B6B 六个例子六个例子举例举例3:B类地址子网划分类地址子网划分网络地址网络地址:172.16.0.0;子网掩码子网掩码255.255.255.128(/25)1.子网数子网数=2 的的9 次方次方=5122.主机数主机数=2 的的7 次方次方-2=1263. 有效子网有效子网?:block size=256-128=128; 所以第一个子网为所以第一个子

21、网为172.16.0.0, 第二个为第二个为172.16.0.128,第三个为第三个为172.16.1.0,最后一最后一 个为个为172.16.255.1284.广播地址广播地址:下个子网下个子网-1.所以第一个子网的广播地址是所以第一个子网的广播地址是172.16.0.127,第二个为第二个为172.16.0.255,最后一个为最后一个为172.16.255.2555.有效主机范围是有效主机范围是:第一个子网的主机地址是第一个子网的主机地址是172.16.0.1到到172.16.0.126;第二个是第二个是172.16.0.129到到172.16.0.254最后最后1个是个是172.16.2

22、55.129 到到172.16.255.254举例举例4: A类地址子网划分类地址子网划分(P108)网络地址网络地址:10.0.0.0;子网掩码子网掩码255.255.0.0(/16)1该子网掩码会产生多少个子网该子网掩码会产生多少个子网?2每个子网中有容纳多少主机每个子网中有容纳多少主机?3每个子网的子网络号是多少每个子网的子网络号是多少?4每个子网的广播地址是什么每个子网的广播地址是什么?5每个子网中合法的主机号是哪些每个子网中合法的主机号是哪些?总结总结:子网划分快捷方式子网划分快捷方式要为网络选择一个合适的子网掩码要为网络选择一个合适的子网掩码,需要回答五个问题需要回答五个问题:1.

23、该子网掩码将会产生多少个子网?:2 的x次方(x 代表借用主机标识位数)2.每个子网能容纳多少主机?: 2 的y次方-2 (y代表主机位数)3.子网ID是?:块大小=256-子网掩码,子网ID=N*块大小4.每个子网的广播地址是?:下个子网ID-15.每个子网的合法主机号是?:忽略子网内全为0 和全为1 的地址剩下的就是合法主机地址.最后1个有效主机地址=下个子网号-2(即广播地址-1)总结总结:子网划分快捷方式子网划分快捷方式3.子网ID是?:块大小=256-子网掩码,子网ID=N*块大小这里:只需要关心拥有最大块尺寸（256）的那个八位位组.比如:某A类网络12.0.0.0,子网掩码为25

24、5.255.240.0,块大小=256-240=16然后计算网络ID时,在其后的八位组上添0;上例:网络号12.0.0.012.0.16.0网络广播地址：12.0.15.25512.0.31.255二、变长子网掩码（二、变长子网掩码（VLSM）1、变长子网掩码VLSM：网络中可以使用不同的子网掩码,作用是节约IP地址空间（p111图3.4）2、有类路由与无类路由：有类路由：所有主机和路由器接口使用相同的子网掩码；无类路由：所有主机和路由器接口可使用不同的子网掩码； 无类路由协议支持子网信息的通告3、使用VLSM 时,所采用的路由协议必须能够支持它,这些路由协议包括RIPv2,OSPF,EIGR

25、P 和BGP.VLSM的实现示意图的实现示意图举例：举例： 某公司申请了一个某公司申请了一个C C类地址类地址:202.60.31.0,:202.60.31.0,该公司销售部门有主机该公司销售部门有主机100100台台, ,设计部门有主机设计部门有主机5050台台, ,财务部门有主机财务部门有主机5050台台, ,请为三个部门划分请为三个部门划分子网子网, ,给出每个子网的掩码给出每个子网的掩码子网划分方案子网划分方案销售子网销售子网:202.60.31.0 (00000000)子网掩码子网掩码:255.255.255.128 /25设计子网设计子网: 202.60.31.128 (10000

26、000)子网掩码子网掩码:255.255.255.192 /26财务子网财务子网: 202.60.31.192 (11000000)子网掩码子网掩码:255.255.255.192 /26练习练习某个单位申请了一个某个单位申请了一个C类地址类地址202.60.31.0202.60.31.0分配给分配给5个物理网络，这个物理网络，这5个物理网络分别连个物理网络分别连接的主机数是接的主机数是60、60、60、30、30，给出子，给出子网划分方案（包括每个子网地址、子网掩码网划分方案（包括每个子网地址、子网掩码、每个子网可用的、每个子网可用的IP地址、广播地址）地址、广播地址）VLSM分配地址注意事

27、项分配地址注意事项VLSM地址表的最小单元是地址表的最小单元是4个地址个地址如果你需要的地址块大小为如果你需要的地址块大小为size，则分配地址，则分配地址的起始值一定是的起始值一定是size的整数倍的整数倍 比如你需要的块大小是比如你需要的块大小是16，则你分配的地址，则你分配的地址不能从不能从40开始，必须从开始，必须从0、16、32、48等等位置开始位置开始P117-118图图3.10、12 VLSM设计设计2个例子个例子B三、无类编址CIDR1.有类地址的缺点：不能灵活的根据用户需有类地址的缺点：不能灵活的根据用户需求来分配地址，造成求来分配地址，造成IP地址资源的浪费地址资源的浪费A

28、类类B类类C类类可以申请到可以申请到的网络数目的网络数目网络可以包含网络可以包含的的IP地址数目地址数目126126个个1638416384个个约约200200万个万个约约17001700万个万个 65534 65534个个 254 254个个有类地址的缺点有类地址的缺点如果一个组织需要如果一个组织需要2个地址，也要申请一个个地址，也要申请一个C类地址，浪费类地址，浪费252个地址个地址如果一个组织需要如果一个组织需要3000个地址，就要申请个地址，就要申请一个一个B类地址，将浪费类地址，将浪费60000多个地址。多个地址。1987 年，年，RFC 1009就指明了在一个划分子网就指明了在一个

29、划分子网的网络中可同时使用几个不同的子网掩码。使的网络中可同时使用几个不同的子网掩码。使用变长子网掩码用变长子网掩码VLSM可进一步提高可进一步提高 IP 地址地址资源的利用率。资源的利用率。在在 VLSM 的基础上又进一步研究出无分类编的基础上又进一步研究出无分类编址方法，它的正式名字是址方法，它的正式名字是无分类域间路由选择无分类域间路由选择 CIDR (Classless Inter-Domain Routing)。 IP 编址问题的演进编址问题的演进 2.无类地址无类地址CIDR的基本思想：的基本思想： 将剩余的将剩余的IP地址空间不再进行分类，而地址空间不再进行分类，而是分为大小不同

30、的地址块，用户可以根据自是分为大小不同的地址块，用户可以根据自己的需求申请到合适的地址块己的需求申请到合适的地址块举例：某组织需要举例：某组织需要2000个地址个地址,它可以获得一个它可以获得一个含含2048个地址的地址块个地址的地址块(211), 网络地址占网络地址占21位，位，子网掩码子网掩码255.255. 248.0CIDR 消除了传统的消除了传统的 A 类、类、B 类和类和 C 类地址类地址，而是根据用户的需求进行分配，因而可以，而是根据用户的需求进行分配，因而可以更加有效地分配更加有效地分配 IPv4 的地址空间。的地址空间。CIDR使用各种长度的使用各种长度的“网络前缀网络前缀”

31、 来代替分来代替分类地址中的子网掩码。类地址中的子网掩码。CIDR 最主要的特点最主要的特点 CIDR每个地址块的表示方式：每个地址块的表示方式：地址块第一个地址块第一个地址地址/前缀长度前缀长度，即在，即在 IP 地址加上地址加上“/”，然，然后写上网络前缀所占的位数（这个数值对应后写上网络前缀所占的位数（这个数值对应于三级编址中子网掩码中于三级编址中子网掩码中 1 的个数）。的个数）。 a.b.c.d/x x被称为前缀长度被称为前缀长度 网络前缀长度和子网掩码存在对应关系网络前缀长度和子网掩码存在对应关系无类编址的表示方式无类编址的表示方式无类地址表示形式举例无类地址表示形式举例:211.

32、64.132.82/26211.64.132.82/26所在的网络地址是所在的网络地址是211.64.132.64/26211.64.132.64/26，子网掩码是子网掩码是255.255.255.192255.255.255.192 CIDR地址块地址块CIDR 把网络前缀都相同的连续的把网络前缀都相同的连续的 IP 地址地址组成组成“CIDR 地址块地址块”。定义无类地址块的要求：定义无类地址块的要求：每个地址块中的地址数必须是每个地址块中的地址数必须是2的整数次方；的整数次方；每个地址块的开始地址必须能被这个地址块中包含的每个地址块的开始地址必须能被这个地址块中包含的地址数整除；地址数整

33、除；每个地址块的表示方式：第一个地址每个地址块的表示方式：第一个地址/前缀长度前缀长度 路由聚合（也称路由汇总）允许路由协议路由聚合（也称路由汇总）允许路由协议用一个地址标识多个网络，进行通告。用一个地址标识多个网络，进行通告。优点优点:减少了网络数目，缩小了路由选择表进行路由解析时，占用资源少，耗费时间短路由聚合的核心思想:求同存异四、路由聚合（汇总）四、路由聚合（汇总） 如果一个组织需要如果一个组织需要3000个地址，就要申请个地址，就要申请一个一个B类地址，将浪费类地址，将浪费60000多个地址；若多个地址；若申请申请CIDR地址块地址块/20，浪费，浪费1000多个地址多个地址；若是申

34、请多个；若是申请多个C类地址块，浪费几十个地类地址块，浪费几十个地址，但是增加了路由表的记录。址，但是增加了路由表的记录。 考虑引入考虑引入超网超网的概念，让外网的路由器上的概念，让外网的路由器上只用一条记录指向较大的地址空间，该空只用一条记录指向较大的地址空间，该空间包括了上述的多个间包括了上述的多个C类地址块，让内部的类地址块，让内部的路由器来分发路由器来分发路由汇总例子路由汇总例子路由汇总计算方法路由汇总计算方法P119-120 E2-E5讲讲E2CIDR 地址块划分举例地址块划分举例 因特网因特网206.0.68.0/22206.0.64.0/18ISP大学大学 X一系一系二系二系三系三系四系四系206.0.71.128/26206.0.7