2025年网络工程师四级备考全书高效复习攻略

第3章IP地址的规划和设计措施

3.1基础知识

3.1.1IP地址的概念与划分地址新措施的研究

3.1.2原则分类的IP地址

3.1.3划分子网的三级地址构造

3.1.4无类域间路由(CIDR)技术

3.1.5专用IP地址与内部网络地址规划措施

3.2实训任务

3.2.1任务一：IP地址规划措施

3.2.2任务二：子网地址规划措施

3.2.3任务三：可变长度子网掩码(VLSM)地址的规划措施

3.2.4任务四：CIDR地址规划措施

3.2.5任务五：内部网络专用IP地址规划和网络地址转换NAT措施

3.2.6任务六：IPv6地址规划基本措施

学习目的

理解地址规划的基本规定

掌握IP地址的原则分类

掌握子网地址规划措施

掌握VLSM地址规划措施

掌握CIDR地址规划措施

掌握内部网络IP地址规划与地址转换NAT基本措施

理解IPv6地址特点

3.1基本知识

3.1.1IP地址的概念和划分地址新技术的研究

IP地址概念与划分地址新技术的研究历程大体可以分为四个阶段

一、原则分类的IP地址

第一阶段是在IPv4协议制定的初期，时间大体在1981年左右。那时

候网络的规模比较小，顾客一般是通过终端，通过大型计算机或中小

型计算机接入ARPANEToIP地址设计的最初目的是但愿每个IP地址

都能唯有唯一地、确切地识别一种网络与一台主机。IP地址是由网

络号与主机号构成的，长度是32bit,用点分十进制措施表达，这

样就构成了原则分类的IP地址。常用的A类、B类、C类IP地址采

用包括“网络号-主机号”的两层构造层次(RFC1812)O

A类地址的网络号长度是7bit,实际容许分派A类地址的网络只能

有126个。B类地址的网络号长度是14bit,因此容许被分派B类地

址的只能有16384个。认为初期的ARPANET是一种研究性的网络，虽

然把美国几乎所大学、学院和某些研究机构，连同其他国家的某些大

学接入ARPANET,总数也不会超过16000个。A类、B类与C类地址的

总数在当时是没有问题的。理论上说，理论上说各类IP地址加起来

超过了20亿，不过实际上其中有数百万个地址被挥霍了。

二、划分子网的三级地址构造

第二阶段是在原则分类的IP地址基础上，增长子网号的三级地址机

构。

原则分类的IP地址在使用过程中，显现出的第一种就是地址有效运

用率问题。

A类地址的主机号长度是24bit,虽然对于一种大的机构来说，一种

网络中不也许有1600万个结点。虽然有这样的网络，那么网络中路

由器的路由表太大了，处理负荷也太重了。

B类地址的主机号长度为16bit,一种网络中容许有6.5万个结点。

不过实际上在使用B类地址的网络中有50%的主机数不超过50台。

C类地址主机号长度为8bit,实际容许分派给主机和路由器的地址

数不超过256个，这个数又太小。

按照原则分类的IP地址，假如是只有2台主机的网络，它只有连接

到Internet上，就需要申请一种C类IP地址c那么这个C类IP地

址的有效运用率只有2/255=0.78%。而有256台主机的网络，它需要

申请一种B类IP地址，那么这个B类IP地址有效运用率只有

256/65535=0.39%OIP地址的有效运用率问题总是存在的，并且人们

发现B类IP地址无效消耗问题更为突出。

人们认为A类与B类IP地址设计不合理，对IP地址的匮乏表达强烈

的担忧。1991年研究人员提出了子网subnet和掩码mask的概念。

构成子网就是将一种大的网络划提成几种较小的子网络，将老式的

“网络号-主机号”的两级构造，变为“网络号-子网号-主机号”的

三级构造。

三、构成超网的无类域间路由(CIDR)技术

第三个阶段是1993年提出了无类域间路由(ClasslessInterDomain

Routing,CIDR)技术(RFC1519)O

无类域间路由的出现是但愿处理Internet扩展中存在的两个问题：

(1)32位IP地址空间也许在第40亿台主机接入Internet前就耗尽。

(2)伴随越来越多的网络地址出现，主干网的路由表增大，路由器负

荷增长，服务质量下降。

假如但愿IP地址空间运用率能靠近50%。那么可以采用的措施有两

个：一是拒绝任何申请B类IP地址的规定，除非它的主机数已经靠

近6万“此外一种措施是为它分派多种C类IP地址。这种措施带来

一种新的问题，那就是假如分派给它一种B类IP地址的话，在主干

路由表中只需要保留1条该网络的路由记录；假如分派给这个网络

16个C类IP地址，那么虽然它们的途径相似，在主干路由表中也需

要保留16条该网络的路由记录。这将给主干路由器带来额外的负荷。

Internet的主干路由器项已经从几千条增长到几万条，因此，无类

域间路由技术需要在提高IP地址运用率与减少主干路由器负荷两个

方面获得平衡。优化的地址构造不仅可以改善路由器的性能，并且可

以提高网络管理效率。

无类域间路由CIDR技术也被称为超网技术。构成超网的目的是将既

有的IP地址合并成较大的、具有更多主机地址的路由域。例如，可

以将一种组织所属的C类网络合并到一种更多的地址范围的大的路

由域中。

研究划分IP地址新技术的动力实际上有两个：一是技术的需要，二

是IP地址的商业价值。研究划分IP地址的新技术，可以使某些网络

与通信企业从IP地址中获得更多的商业价值。

四、网络地址转换（NAT）技术

第四个阶段是1996年提出的网络地址转换（NAT）技术（RFC2993、

RFC3022）o

IP地址短缺已经是非常严重的问题了，而整个Internet迁移到IPv6

的进程是很缓慢的，也许需要很数年才可以完毕。人们需要一种可以

在短时期内迅速缓和和修补的措施，这份措施就是网络地址转换

（NetworkAddressTransIation,NAT）o这种措施目前最重要的应

用是在专用网、虚拟专用网中，以及ISP为拨号顾客提供的Internet

服务中。

网络地址转换设计的基本思绪：为每一种企业分派一种或少许的IP

地址，用于传播Internet的流量。在企业内部的每一台主机分派一

种不可以在Internet上使用的保留的专用IP地址（RFC1918）。

专用IP地址是Internet管理机构预留的，任何组织使用都不需要向

Internet管理机构申请，因此网络管理人员都应当懂得这些地址是

为专用网络内部使用的。此类地址在专用网络内部中是唯一的，不过

在Internet中并不是唯一的。

专用IP地址用于内部网络的通信，假如需要访问外部Internet主机，

必须由运行网络地址转换的主机或路由器将内部的专用IP地址转换

成全局IP地址。

网络地址转换NAT更多地应用于ISP,以节省IP地址。对于通过拨号

进入的Internet家庭顾客，当计算机拨号并登录到ISP时，ISP就

为顾客动态分派一种IP地址，当顾客会话结束的时候，在收回IP地

址。

3.1.2原则分类的IP地址

IPv4的地址长度为32bit,用点分十进制(dotteddecimaI)表达。

一般采用x.x.x.x的方式来表达，每个x为8疳3每个乂的值为0~255,

例如，202.113.29.119o

一、A类地址

A类地址网格号(netID)的第一位为0,其他的各位可以分派。因

此A类地址共被分为大小相似的128块，每一块的netID不一样。

第一块覆盖的地址为：0.0.0.0^0.255.255.255(netID=0)

第二块覆盖的地址为：1.0.0.0~0.255.255.255(netID=1)

最终一块覆盖的地址为：127.0.0.0~0.255.255.255(netID=127)

不过，第一块和最终一块地址留作特殊用途，此外netID=10的

10.0.0.0^10.255.255.255用于专用地址，其他的125块可指派给某

些机构。因此可以得到A类地址的机构只有125个。每一种A类网络

可以分派的主机号hostID可以是2的24方-2=16777214个，主机

号为全0和全1的两个地址保留用于特殊目的。

二、B类地址

B类地址的网络号长度为14位，网络号总数为16384。B类地址的主

机号长度为为16位，因此每个B类网络可以有2的16次方二65536

个主机号。不过，主机号为全。和全1的两个地址保留用于特殊目的，

因此实际上一种B类IP地址容许分派的主机号位65534个。

三、C类地址

C类IP地址网络号长度为21位，主机号长度为8位。由于网络号长

度为21位，因此容许有2的21次方=2097152个不一样的C类网络。

由于主机号长度为8位，因此每个C类网络的主机号数最多为2的8、

次方二256个。同样，主机号为全0和全1的两个地址保留用于特殊

目的，因此实际上一种C类IP地址容许分派的主机号为254个。

五、特殊地址形式

特殊的IP地址包括：直接广播(directedbroadcasting)地址、受

限广播(Iimitedbroadcasting)地址、“这个网络上的特定主机”

地址和回送地址(loopbackaddress)o

1.直接广播地址

在A类、B类、C类IP地址中，假如主机号是全1,那么这个主机号

为直接广播地址，它是用来使路由器将一种分组以广播方式发送给特

定网络上的所有主机。例如，主机要以广播方式发送一种分组给特定

网络（网络地址为201.161.20.0）上的所有主机，那么需要使用直

接广播地址,这个直接广播地址为201.161.20.255。

2.受限广播地址

32位全为1的广播地址（255.255.255.255）为受限广播地址，用来

将一种分组以广播方式发送给本网络中的所有主机。路由器则阻挡该

分组通过，将其广播功能限制在本网内部。

3.“这个网络上的特定主机地址”

当一种主机或一种路由器向本网络的某个特定的主机发送一种分组，

那么它就需要使用“这个网络上的特定主机”地址。“这个网络上的

特定主机”的网络号位全0,主机号为确定的值。这样的分组被限定

在本网内部，由主机号对应的主机接受。例如，主机要向本网络中的

某个主机（IP地址为201.161.20.18）发送一种分组，那么需要使用

“这个网络上是特定主机地址”，这个地址为0.0.0.18。

4.回送地址

A类地址中的127.0.0.0是回送地址，它是一种保留地址°回送地址

是用于网络软件测试和当地进程间通信。

TCP/IP协议规定：含网络号为127的分组不能出目前怎样网络上；

主机和路由器不能为该地址广播任何寻址信息c“Ping”应用程序可

以发送一种将回送地址作为目的地址的分组，以测试IP软件与否接

受或发送一种分组。一种客户进程可以使用回送地址来发送一种分组

给本机的另一种进程，用来测试当地进程之间的通信状况。

3.1.3划分子网的三级网络构造

一、子网的基本概

原则分类的IP地址存在着两个重要的问题：IP地址的有效运用率问

题和路由器的工作效率问题。为了处理这个问题，人们提出了子网

(subnet)的概念。RFC940对子网的概念和划分子网的原则做出了

阐明。

提出子网概念的基本思绪是：容许将网络划提成多种部分供内部使

用，不过对于外部网络，仍然像一种网络同样。

子网的划分有助于优化网络性能，改善网络管理。

二、划分子网的地址构造

IP地址是层次型构造的，它的长度是32位。原则的A类、B类、C

类IP地址是包括网络号(netID)与主机号(hostID)的两层层次

构造。划分子网技术的要点是：

⑴三级层次是IP地址：netID----subnetID----hostID;

⑵同一种子网中所有主机必须使用相似的子网号subnetID;

(3)子网的概念可以应用于A类、B类、C类中任意一类的IP地址中；

(4)子网之间的距离必须很近；

⑸分派子网是一种组织和单位内部的事，它既不要向ICANN申请，

也不需要变化任何外部的数据库；

⑹在Internet的文献中，一种子网也称为一种IP网络或一种网络。

规定“子网之间的距离必须很近“重要是由Internet路由器工作效

率角度考虑的。使用子网最佳是在一种大的校园或企业中，由于校园

和企业的外部结点只要懂得具有的共同网络地址，就可以通过校园或

企业接入Internet路由器，以便地访问校园和企业内部的多种网络。

在路由器中只要在路由表中保持一种记录，就可以迅速地找到校园或

企业内部的某个网络。

四、子网掩码的概念

当三级层次的IP地址提出后，一种很现实的问题是：怎样从一种IP

地址中提取出子网号。人们提出了子网掩码或掩码的概念。子网掩码

有时叫做子网屏蔽码。

掩码的概念同样合用于没有进行子网划分的A类、B类、C类地址。

假如路由器处理的是一种原则的IP地址，那么它只要判断IP地址的

前两位值，假如是10,那它肯定是一种B类地址。B类地址的网络号

长度为16位，那么该IP地址的前16表达的是网络号，后16位表达

的是主机号。假如路由器在处理划分子网之后的三层构造IP地址时，

需要给它IP地址和子网掩码。它需要通过原则地址的前三位判断该

地址的A类、B类或C类地址，同步根据子网掩码判断出子网号。原

则的B类地址的16位的网络号是不变的，假如需要划分出64个子网，

那么就可以借用原16位主机号的6位，该子网的主机号就变成了10

位。子网掩码用点分十进制表达为255.255.252.0,另一种表达措施

是用加上网络号+子网号的长度，即“网络号/22”表达。

在某种状况下，在子网划分时子网号长度可以是不一样的。IP地址

协议容许使用变长于网的划分。

3.1.4无类域间路由(CIDR)技术

一、无类域间路由技术的基本概念

无类域间路由概念是1993年提出的。RFC1517.1518和1519对CIDR

进行了定义，并且已经形成了Internet提议原则。从无类域间路由

的命名就可以看出，CIDR的研究思绪是：将剩余的IP地址不是按照

原则的地址分类规则分派，而是以可变大型的块措施进行分派。ISP、

大学、机关与企业在确定IP地址构造时，不是限制于原则分类的IP

地址构造，而是根据对IP地址管理和路由器的需要来灵活地决定。

无类域间路由技术的特点重要有如下两点：

(DCIDR使用区别于老式原则分类的IP地址和划分子网概念的“网

络前缀(network-prefix)"，替代“网络号+主机号”,形成新的无

分类的二级地址构造，即IP地址表达为＜网络前缀)，〈主机号》。

CIDR使用网络前缀替代原则分类的IP地址的网络号和主机号，也不

再使用子网的概念。这样就使三级构造的IP地址重新回到二级构造，

不过它又不是采用原则的IP地址分类措施，因此是一种无分类的二

级地址构造。CIDR地址还可以采用“斜线记法”，即在IP地址背面

加一种，然后写上网络前缀所占的比特数。例如，用CIDR措施

给出的IP地址200.16.23.0/20,表达这个32位的IP地址中，其中

前20位是网络前缀，后12位是主机号。

(2)CIDR将网络前缀相似的持续的IP地址构成一种“CIDR地址块”。

一种CIDR地址块是由块起始地址和块地址数来表达的。地址块的起

始地址是指地址块中地址数值最小的一种。例如，当200.16.23.0/20

表达的是一种地址块酎，它的起始地址是200.16.23.0,地址块中的

地址数是2的12次方。由于在这个地址块中，网络前缀表达对应20

位的网络号是确定的，可以由获得这个地址块的机构分派的主机数有

2的12次方个，也就是说这个机构可以分派的地址数有2的12次方

个。

在A类、B类和C类IP地址中，假如主机号为全1,那么这个地址为

广播地址。在无类域间路由中，广播地址也采用相似的原则。例如网

络156.25.0.0/16中的广播地址应当是将16位的主机号置1,即

156.25.255.255;网络156.25.0.0/24的广播她址应当是将8位的主

机号置1,即156.25.0.255；网络156.25.0.0/28的广播地址是将4

位的主机号置1,即156.25.0.15;网络195.1.22.64/27的广播地址

具有考虑5位的主机号置1。由于64的二进制数为01000000,后5

位的主机号置1之后为01011111（为十进制位95）,那么网络

195.1.22.64/27的广播地址为195.1.22.95。

从这些例子中，可以看出CIDR采用“斜线记法”时的网络前缀、主

机号的意义。

网络前缀越短，其地址块所包括的地址数越多。

无类域间路由技术在过去的几年内已经得到广泛的认同和支持，目前

但愿获得一种Internet地址的组织都将被分派一种CIDR块，而不是

按我们在前面讨论的老式的地址分派措施。在组建网站并购置路由器

设备时，人们也要考虑路由器与否支持无类域间路由技术。

3.1.5专用IP地址和内部网络地址划分措施

一、全局IP地址与专用IP地址

RFC1518对A类、B类、C类地址中全局IP地址和专用IP地址的范

围做出了规定。全局IP地址与专用IP地址的区别重要表目前如下几

点：

(1)使用IP地址的网络可以分为两种状况：一种是要将网络之间连

到Internet;另一种是也需要运行TCP/IP协议，不过它是内部网络，

并不直接连接到Internet,但网络内部顾客访问Internet是受到严

格控制的。

顾客主机若直接连接到Internet网络，只要保持在线状态，那么这

个网络上每一台主机都需要有一种原则的公用IP地址，也叫做全局

IP地址。全局IP地址是分组在Internet传播时使用的IP地址，如

202.168.2.12等。在IP地址的讨论中，只要不是特殊阐明的IP地

址，一般都是指全局IP地址。

专用IP地址只能用于一种机构、企业内部网络，而不能用于Internet

上。当一种分组使用专用IP地址时，该网络假如有放入Internet路

由器，那么路由器不会将该分组转发到Internet上。

(2)使用仝局IP地址是需要申请的，而专用IP地址是不需要申请

的。

Internet地址分派(IANA)机构组织和监督IP地址的分派，保证每

一种域都是唯一的。它授权给下一级的申请成为Internet网点的网

络管理中心，每个网点构成一种自治系统。网络信息中心只给申请

成为新网点的组织分派IP地址的网络号，主机号则由申请的组织自

己来分派和管理。自治域系统负责自己内部网络的拓扑构造、地址建

立和更新。这种分层管理的措施可以有效地制止IP地址的冲突。连

接到Internet的网络在组建时，需要根据网络的构造和规模，申请

A类、B类或C类的公共IP地址。除了网站外，顾客还可以从Internet

域名分派企业(InternetCorporationforAssignedNameand

Numbers,ICANN)的网站

上获得更多有关公共IP地址的信息，由于目前ICANN已经正式取代

了lANAoRFC2050详细描述了IP地址的分类原则。

假如一种组织需要组建一种专用的内部网络，不准备连接到

Internet,或者但愿使用网络地址转换技术，那么就可以使用专用

IP地址。IP地址分派时，专用IP地址已经预留了下来。预留地址如

表3-2所示。

表3-2专用地址

类网络号总数

A101

B172.16~172.3116

C192.168.0~192.168.255256

由于表3-2所示的地址是Internet管理机构预留给专用网络使用的，

因此怎样组织使用它们都不必向Internet管理机构申请，所有网络

管理人员都应当懂得这些地址是为专用网络内部使用的。

(3)全局IP地址必须保证在Internet上是唯一的；专用IP地址在

某一^中网络内部是唯一的，不过在Internet中并不是唯一的。IPv4

为内部网络预留的专用IP地址有三组。第一组是A类地址的一种地

址块，这个地址中的她址空间为10.0.0.010.255.255.255;第二组

是B类地址的16个地址块(172.16^172.31)；第三组是C类地址的

256个地址块(192.168.0^192.168.255)。

例如，10.1.1.1这个专用IP地址也许出目前不一样都市的电子政务

的内网之中，不过这个专用IP地址不会出目前Internet上；假如出

现，路由器则认为是错误地址而丢弃该分组。

二、NAT措施的局限性

尽管NAT是对IP地址短缺的一种迅速弥补的好措施，但NAT措施也

引起了某些问题，重要包括如下几点：

1)NAT违反了IP地址构造模型的设计原则。IP地址构造模型的基础

是每个IP地址均标识了一种网络的连接。Internet的软件设计就是

建立在这个前提之上的，而NAT使得有诸多主机也许在使用相似的

IP地址，如10.0.0.1。

2)NAT使得IP协议从面向无连接变成了面向连接。NAT必须维护专

用IP地址与公用IP地址以及端口号的映射关系。在TCP/IP协议体

系中，假如一种路由器出现故障，不会影响TCP/IP协议的执行。由

于只有几秒钟收不到应答，发送进程就会进入超时重传处理。而当存

在NAT时，最初设计的TCP/IP协议将发生变化，Internet也许变得

非常脆弱。

3)NAT违反了基本的网络分层构造模型的设计原则。由于在老式的

网络分层构造模型中，第N层是不可以修改第N+1层的报头内容的。

NAT破坏了这个这种各层独立的原则。

4)有些应用是将IP地址插入到正文的内容中，例如原则的FTP协议

与IPPhone协议H.323。假如NAT与这一类协议一起工作，那么NAT

协议一定需要做合适的修正。同步，网络的传播层也也许使用TCP与

UDP协议之外的其他协议，那么NAT协议必须懂得并且做对应的修改。

由于NAT的存在，使得P2P应用实现出现困难，由于P2P的文献共享

与语言共享都是建立在IP协议的基础上的。

5）NAT同步存在对高层协议和安全性的影响问题。

RFC2993对NAT存在的问题进行了讨论。NAT的反对者认为这种临时

性的缓和IP地址短缺的方案推迟了IPv6的迁移的进程，而并没有处

理深层次问题，他们认为是不可取的。

3.2实训任务

3.2.1实训任务一：IP地址规划措施

一、IP地址规划的基本环节

网络地址规划需要按如下6步进行：

1）判断顾客对网络与主机数的需求；

2）计算满足顾客需求的基本网络地址构造；

3）计算地址掩码；

4）计算网络地址；

5）计算网络广播地址；

6）计算网络主机地址

二、地址规划的基本措施

1.环节一：判断网络与主机数量的需求

根据网络总体设计中物埋拓扑设计是参数，确定如F两个重要数据：

1）网络中最多也许使用的子网数量N®;

2）网络中最大网段已经有的和也许扩展的主机数量Ngt。

2.环节二：计算满足顾客需求的基本网络地址构造参数

1）选择subnetID字段的长度值X,规定N®W2x。

例如子网数为10,那么选择subnetID字段的长度值X=4,2,=16,

不小于最多也许使用的子网数量10,符合规定。

2）选择hostID字段的长度值Y,规定皿,42丫。

例如，子网主机数量M皿为12,那么选择hostID字段的长度值

Y=4,24=16,不小于最多也许有的主机数量12,符合规定。注意：host

ID字段的值为全0表达的是该网络的netID,hostID字段的值为全

1表达的是该网络的广播地址，因此Y=4时，最多可用的主机号只有

14个。符合本例的顾客需求。

3）根据X+Y的值可以确定需要申请哪一类IP地址。

由于在子网划分中，X+Y值表达出subnetID与hostID长度的和，

例如本例中X=4、Y=4,总长度为8,那么一种C类地址段就可以满足

规定。假如超过8bit则需要申请2个C类地址或一种B类地址。

3.环节三；计算地址掩码

根据子网掩码的定义，没有划分子网的C类网络的地址掩码是

255.255.255.0o

划分子网之后的地址掩码是将一种原则的32位IP地址中高于host

ID（Y位以上）的高位置置1即可，也就是需要将原则IP地址的第4

个8bit中的前4bit位置1,假如用十进制表达则为

128+64+32+16=240（＞那么该地址掩码为255.255.255.240。假如这个

C类地址为192.168.CO,那么也可以简朴地表达为192.168.1.0/28o

4.环节四：计算网络地址

由于地址设计时选择hostID长度Y=4,那么每个子网中最多有14

个主机。也就是说相邻子网的主机地址增量值为16。那么本例中第

一种网络号为192.168.1.0,那么下一种网络号在此基础上增长16。

需要注意的是，最初在描述划分子网的RFC文档中规定不使用第

一种和最终一种地址，即本例中不使用192.160.1.0与

192.160.1.240地址号，不过假如TCP/IP协议设定容许的话，也可

以使用。

5.环节五：计算网络广播地址

根据规律，一种子网的定向广播地址是比下一种子网地址号小1的地

址号。

6.环节六：计算网络的主机地址

按照地址使用的规律，剔除网络地址与广播地址之外的网络地址都是

主机可以使用的IP地址。

3.2.2.实训任务二：子网地址规划措施

通过任务一的训练，读者可以掌握子网地址划分的一般规律。本任务

将让读者以某些案例为背景，进行子网地址规划的实际能力的训练。

一、子网地址规划的基本措施和环节

1.创立子网需要执行如F三个环节:

(1)确定所需要的netID数。

①每个子网需要一和netIDo

②每个广域网连接需要一种netIDo

(2)确定所需要的hostID数

①每个主机需要一和hostIDo

②路由器的每个连接需要一种hostIDo

(3)基于以上规定，需要创立如下内容

①为整个网络设定一种子网掩码；

②为每个物理网段设定一种不一样的subnetID;

③为每个子网确定主机的合法地址空间。

2.子网地址规划需要回答如下5个基本问题：

①这个被选定的子网掩码可以产生多少个子网？

②每个子网内部可以有多少个合法是subnetID?

③这些合法是主机地址是什么？

④每个子网的广播地址是什么？

⑤每个子网内部合法的netID是什么？

二、子网地址规划示例

通过如下例子可以对子网规划与地址空间的划分措施作一阐明。

1.顾客需求

①一种校园网获得一种B类IP地址156.26.0.0),要进行子网划

分。

②该校园网将由近210个网络构成。

③为了便于管理，规定根据目前的状况进行子网划分。

2.确定子网号subnetID的长度

①考虑到校园网的子网数量在254个之内，因此一种可行的子网划

分方案是取子网号的长度为8位。这样的子网掩码为255.255.255.0。

②由于子网号subnetID和主机号hostID不能使用全0或全1,

因此校园网只能拥有254个子网,每个子网只能有254台主机。

③在确定子网长度酎，应当权衡子网数与每个子网中主机与路由器

数这两个方面的原因，不能简朴地追求子网数量，一定是满足基本规

定，并考虑留有一定的余量。

3.确定子网地址

在以上的子网划分方案中，校园网可用的IP地址为：

子网1:256.26.1.C156.26.1.254

子网2：256.26.2.1"256.26.2.254

子网3：256.26.3.1"256.26.3.254

子网254：256.26.254.广256.26.254.254

3.2.3实训任务三：可变长度子网掩码(VLSM)地址规划措施

一、可变长度子网掩码(VLSM)地址规划的基本原则

IP协议容许使用变长子网的划分(RFC1009).在某种状况下，需要在

子网划分时可以设计子网号长度是不一样。

二、可变长度子网掩码(VLSM)地址规划的案例

1.顾客需求

(1)某企业申请了一种整个C类202.60.31.0的IP地址空间。

(2)该企业有100名员工在销售部门工作，50名员工在财务部门工

作。

(3)规定网络管理员为销售部门、财务部门与设计部门分别组建子

网。

2.选择可变长度子网掩码

(1)针对这种状况，可以通过可变长度子网掩码(VariableLength

SubnetMask,VLSM)技术将一种C类IP地址分为3个部分，其中

子网1的地址空间是子网2和子网3地址空间的2倍。

(2)计算子网1地址空间

首先可以使用子网掩码为255.255.255.128,将一种C类IP地址划

分为两半。在二进制运算中，运算过程是：

主机的IP地址：11001010.00111100.00011111.00000000

(202.60.31.0)

子网掩码：11111111.11111111.11111111.1000000

(255.255.255.128)

与运算成果：11001010.00111100.00011111.00000000(202.60.31.0)

运算成果表明：可以将202.60.31.广202.60.31.126作为子网1的

IP地址。，而将余下的部分深入划分为两半。由于202.60.31.127第

4个字节为全1,被保留作为广播地址，不能使用；子网1与子网2,

子网3的空间交界点在202.60.31.128：子网1使用子网掩码

255.255.255.128。

(3)计算子网2和子网3地址空间

子网1与子网2的地址空间的计算过程为:

主机的IP地址：11001010.00111100.00011111.00000000

(202.60.31.0)

子网掩码：11111111.11111111.11111111.1000000

(255.255.255.128)

与运算成果：11001。。00111100.00011111.00000000(202.60.31.0)

可以将平分后的两个较小的地址空间平分给子网2和子网3,第一种

可用的地址是202.60.31.129,最终一种可用的地址是

202.60.31.190o因此子网2可用的地址是

202.60.31.129^202.60.31.190o

由于下一种地址202.60.31.191中191是全1的地址，需要留作广播

地址。接下来的地址是202.60.31.192,它是子网3的第一种地址。

那么子网3的IP地址该是从202.60.31.192~202.60.31.254。

3.确定三个子网的IP地址空间

采用变长子网划分的三个子网的IP地址分别为：

(1)子网1地址空间为：202.60.31.「202.60.31.126。

子网掩码为：255.255.255.128。

(2)子网2址空间为：202.60.31.129^202.60.31.190o

子网掩码为：255.255.255.192。

(3)子网2址空间为：202.60.31.193~202.60.31.254。

子网掩码为:255.255.255.192。

子网1容许使用的主机号是126个；子网2和子网3可以使用的主机

号均为61个。

本方案可以满足该企业的规定。

3.2.4实训任务四：CIDR地址规划措施

在子网规划能力的基盛上，本任务将以实际案例训练读者是CIDR地

址规划能力。

一、CIDR地址规划措施示例

1.顾客需求

假如一种校园网管理中心获得了200.24.16.0/20的地址块，它但愿

将它划分为8个等长的较小的地址块。

2.确定CIDR地址中借用主机号的长度

借用CIDR地址中12位的前三位（2~8）,可以实现深入划分为8个

等长的较小地址块的£的。

3.地址块的划分

划分的例子。

校园地址:200.24.16.0/20

计算机系地址:200.24.16.0/23

自动化系地址:200.24.18.0/23

电子系地址:200.24.20.0/23

物理系地址：200.24.22.0/23

生物系地址：200.24.24.0/23

中文系地址：200.24.26.0/23

化学系地址：200.24.28.0/23

数学系地址:200.24.30.0/23

二、对划分构造的分析

1.从上面的例子可以看出，对于计算机系来说，它被分派了

200.24.16.0/23的地址块，它的地址块的网络前缀为23为的

u11001000000110000001000n；地址块的最小起始地址是

200.24.16.0;地址块可分派的地址数为2。个。对于自动化系来说，

它被分派了200.24.18.0/23的地址块。它的地址的网络前缀为23为

的“11001000000110000001001”；地址块的最小开始地址是

200.24.18.0/23.;地址块中可分派的地址数为2。个。同样，8个系

都获得了同等大小的她址空间。

2.分析计算机系和自动化系的网络前缀：

计算机系的网络前缀：11001000000110000001000

自动化系的网络前缀：11001000000110000001001

两个系分派到的网络前缀的前20位是相似的，并且8个地址块的网

络前缀的前20个是相似的。这个结论阐明了CIDR地址的一种重要的

特点：地址聚合(addressaggregation)和跖由聚合(route

aggregation)的能力。

3.划分ClDR地址块后的校园网构造

划分CIDR地址块后的校园网构造，在这个构造中练就到Internet的

主路由器向外部网络发送一种通告，来表明：它将接受因此目的地址

的前20为与200.24.16.0/20相符的分组。那么外部网络并不需要懂

得在200.24.16.0/20内部尚有8个系一级的网络存在。

无类域间路由CIDR接受一般用在将多种C类IP地址归并到单一的网

络中，并且在路由表中使用一项来表达这些C类IP地址。

3.2.5实训任务五：内部网络专用IP地址规划与网络地址转换NAT

措施

一、内部网络的专用IP地址选择的根据

RFC1918在讨论内部网络的专用IP地址规划措施时任务，使用专用

地址规划一种内部网络地址系统时，首选的方案是使用A类地址中的

专用IP地址块。理由重要有两个”

1)该地址覆盖从10.0.0.0到10.255.255.255的地空间，由顾客分

派的子网号和主机号的总长度为24位，可以满足多种专用网络的

需要。

2)A类专用地址特性比较明显，从20世纪80年代之后，10.0.0.0

的地址已经不再使用了。因此，只要出现10.0.0.0到

10.255.255.255的地址，人们很快就会识别出它是一种专用地址,

这样也便于规划和管理。当然，B类的16个专用地址块和C类256

个专用地址块也可以使用O

二、规划内部网络地址系统的基本原则

使用专用地址来规划内部网络地址系统时需要遵照的基本原则：

1.简洁

内部网络规划一定要简洁，文档记录清晰，使用者很轻易理解。当看

到一种特定设备上的IP地址时，不需要查询诸多文档，就应当可以

推断出它是哪一类设备，以及它在网络中的大体位置。

2.便于系统的扩展与管理

内部网络规划一定要考虑实行轻易，管理以便，并可以适应未来系统

的发展，具有很好的可扩展性。

3.有效的路由

采用分级地址构造，减少路由的路由表规模，提高路由与分组转发速

度。

实践经脸阐明，一种精心设计的地址构造不仅可以改善路由器的性

能，并且可以提高网络管理效率。

三、内部网络地址规划案例

1.顾客需求

(1)该企业为总部、销售与配售分中心、零售商店等3层的构造。

(2)企业总部主干网有15个LAN,总共有230台计算机与其他联网

设备

(3)企业在18个地区设有销售和配售管理的分中心；每个分中心通

过2条T3链路与总部主干网路由器连接。

(4)每个分中心有2个LAN；一种用于分中心的销售管理，一种用

于分中心仓库商品配送管理；分中心用于销售管理的计算机等设备最

多为80台；分中心用于商品配送的计算机等设备最多为120台。分

中心内部还应当有一和连接2个LAN与企业总部及下属基层零售商店

的中心主干网。

(5)每个分中心最多支持200个基层零售商店。

(6)每个基层零售商店有一种LAN,最多有12台计算机与其他联网

设备。

2.基本设计思想

在规划内部网络地址系统时，最重要的是简洁和便于管理，同步要考

虑系统的可扩展性，因此，该地址系统设计的基本思想是：

1）使用A类地址中的专用IP地址块，可分派的地址总长度为24位。

2）采用3级地址构造，即总部级——分中心级——基层商店级。

3）采用定长子网掩码，

3.地址构造设计

按照以上设计思想，根据本例的实际构造状况，最简朴