Centos網絡管理(二)-IP與子網路遮罩計算

為什麼需要 IP 位址?

– IP位址用于辨別裝置在網絡中的具體位置.

– 每個主機 (計算機, 網絡裝置, 外圍裝置) 都有獨一無二的IP位址

– 主機 ID:

• 辨別每個獨立的主機

• 由組織配置設定給各裝置

形式為：網絡.主機

标準IP分類：

公共IP範圍

私有IP範圍

特殊IP位址：

0.0.0.0

0.0.0.0不是一個真正意義上的IP位址。它表示一個集合：所有不清楚的主

機和目的網絡。

255.255.255.255

限制廣播位址。對本機來說，這個位址指本網段内(同一廣播域)的所有主機

127.0.0.1～127.255.255.254

本機回環位址，主要用于測試。在傳輸媒體上永遠不應該出現目的位址為

“ 127.0.0.1”的 資料包。

224.0.0.0~239.255.255.255

多點傳播位址， 224.0.0.1特指所有主機， 224.0.0.2特指所有路由器。

224.0.0.5指OSPF 路由器，位址多用于一些特定的程式以及多媒體程式

169.254.x.x

如果Windows主機使用了DHCP自動配置設定IP位址，而又無法從DHCP伺服器獲

取位址，系統會為主機配置設定這樣位址。

十進制與二進制換算都是以2的幂次方進行的

IP位址及子網路遮罩計算

我們先來了解以下概念：

子網：

IP位址均分為網絡位和主機位兩段，假設一個網絡中的主機為450台，那麼配置設定一個C類位址不夠用，配置設定一個B類位址又顯得太浪費，在這種情況下，就提出了子網化的概念，子網的定義就是把主機位址中的一部分主機位借用為網絡位。如在一個B類位址172.16/16，可以借用7位做為網絡位址，一個形如172.16.2/23的位址段就可以滿足該網絡的需求。其中172.16/16稱為主網，172.16.2/23稱為子網。

超網：

子網化一定程度上減輕了IP位址空間緊張的壓力，但是由于在IP位址配置設定初期的考慮不周全，導緻A類、B類位址在初其大量配置設定，資源相當緊張，而一些中型網絡又需要超過一個C的位址，這進隻能配置設定幾個連續的C類位址塊。為了減小Internet路由表的數量，就提出了超網的概念，超網和子網的定義剛好相反，就是借用一部份網絡位作為主機位。進而達到減小Internet路由表的目的。如192.168.0/24-192.168.3/24四個C類位址段，就是可超網化為192.168.0/22這樣一個超網。

CIDR（無類型域間路由）：

随着子網和超網概念的深入，IANA在配置設定IP位址過程中類别的概念越來越淡化，一般情況下就直接以位址塊的形式配置設定位址段，配合路由裝置的支援，就出現了無類型域間路由的概念。它是一種工業标準，與IP位址一起使用的，用來顯示子網位數。例，172.16.10.1/24就表示32位子網路遮罩中有24個1。

簡單的說凡是借了位就用到了CIDR，

借少了位叫超網，比如：192.168.1.0/22  因為預設的C類是24,22比24少

借多了位叫VLSM(可變長子網路遮罩)，比如：192.168.1.0/28  因為預設的C類是24,26比24大

我們都知道，IPV4是由四段數字組成，在此，我們先來了解一下3類常用的IP段

　　A類IP段　 0.0.0.0 到127.255.255.255

　　B類IP段　 128.0.0.0 到191.255.255.255

　　C類IP段　 192.0.0.0 到223.255.255.255

　　預設配置設定的子網路遮罩

　　Ａ類的預設子網路遮罩　255.0.0.0　　　　　一個子網最多可以容納16777214台電腦

　　Ｂ類的預設子網路遮罩　255.255.0.0　　　　一個子網最多可以容納65534台電腦

　　Ｃ類的預設子網路遮罩　255.255.255.0　　　一個子網最多可以容納254台電腦

同一網段中的主機可以直接通訊，要想在同一網段，隻要網絡ID相同就可以了，那麼如何區分網絡ID與主機ID呢？

比如Ａ類的預設子網路遮罩　255.0.0.0

有沒有注意到，子網路遮罩一共是32位，以8位為一段，一共分成4段。

11111111 00000000 00000000 00000000  換算成十進制255.0.0.0,用CIDS表示法就是/8

11111111 11110000 00000000 00000000  換算成十進制255.240.0.0,用CIDS表示法就是/12

格式都是前面的位為連續的1，後面的位為連續的0，1的位對應表示網絡位，0對應的位表示主機ID位

IP位址必須配合子網路遮罩才能區分網絡ID和主機ID

公式：

一個網段中主機數=2^主機ID位數-2

網絡ID=IP 與運算 子網路遮罩

0與0=0

0與1=0

1與0=0

1與1=1

0與任何數相與結果為0

1與任何數相與結果為保留原值

那麼以下的表記好了，就是快速計算了。

子網路遮罩速記表

練習1

210.222.123.20/26

1求網絡ID？

2寫出十進制子網路遮罩？

3.求出此網絡中可用主機數

解題思路：

1，有IP位址了，并且用CIDR表示法，那就先求同十進制的子網路遮罩

/26表示32位中前26位是1，那麼就是下表，用速記表換算

二進制

11111111

11000000

十進制

255

192

得出了第二小題中的答案了

2.将Ip換算成二進制 與運算 子網路遮罩，這裡套用下結論

1與任何數相與結果為保留原值，

既然産前面的24位都是1了，那就是保留原值：210.222.123，剩下的後8位就可以與運算了

20

00010100

子網路遮罩的二進制

與運算結果

00000000

與運算結果十進制

那麼最終的的網絡ID結果就是210.222.123.0

3.一個網段中主機數=2^主機ID位數-2=2^(32-26=6)-2=62台

練習2

100.200.250.123/19

3.此網絡中可用主機數

1，有IP位址了，并且用CIDR表示法，那就先求出十進制的子網路遮罩

/19表示32位中前19位是1，那麼就是下表，用速記表換算

11100000

224

既然前面的19位都是1了，那前16位就是保留原值：100.200，剩下的後13位就可以與運算了,但是，這13位裡面，隻有前3位是網絡ID，是以，隻需要把第三段的8位進行運算即可

250

‭11111010‬

那麼最終的的網絡ID結果就是100.200.224.0

3.一個網段中主機數=2^主機ID位數-2=2^(32-19=13)-2=8190台

子網劃分

正如上面的概念講的子網的定義就是把主機位中的一部分主機位借用為網絡位。

這裡以一個A類的位址來說明

10.0.0.0/8  ，預設情況下，前8位是網絡位，現在向主機位借1位，那麼将表現為

紅色的為網絡位

主機數最小值

主機數最大值

此網絡IP起始值

1

此網絡IP最大值

254

ip數去掉全0，和全1的

以此類推，得出以下公式：

子網劃分公式

網段數=2^可變的網絡ID位

劃分子網的數量=2^網絡ID向主機ID借位的位數

練習

10.0.0.0/8 中國移動給全國32省劃分獨立的子網

1  新的子網的netmask

2  新的子網主機數

3  最小和最大的子網的網絡ID

4  最大的子網的IP範圍

1.  32省劃分獨立的子網，也就是說有32個子網，套用公式：子網數=2^網絡ID向主機借位的位數

那麼如何知道要向主機位借幾位呢？ 2的多少次方等于32?  32=2^5次方，就是借5位咯

借了5位，那麼網絡位就是8+5=13位，新的子網路遮罩就是255.248.0.0

2.前13位是網絡位，剩下的就是19位的主機位了，主機數=2^(32-13=19)-2=524286台

3.最小的子網的網絡ID是10.00000000.0.0/13=10.0.0.0/13,

最大的子網的網絡ID是10.11111000.0.0/13=10.248.0.0/13

4.最小的IP是10.11111000.0.1=10.248.0.1，最大的IP是10.255.255.254

10.0.0.0/8 中國移動給全國32省劃分獨立的子網,第10個子網是河南，對河南各地市劃分16個子網

1，河南新的子網的netmask

2    河南新的子網主機數

3    河南最小和最大的子網的網絡ID

4    河南最大的子網的IP範圍

1. 根據上一個練習題，第一個網絡是10.0.0.0/13,那麼第10個子網的網絡ID是：借了5位嘛，因為0是第一個子網，那麼第10個子網就是9，那麼就把這5位網絡位的數組合成數字9=01001，這樣，第10個子網就是10.01001000.0.0/13=10.72.0.0/13

現在要對10.72.0.0/13進行劃分出16個子網，套用公式：子網數=2^網絡ID向主機借位的位數，

2的多少次方等于16?  16=2^4次方，就是借4位咯

借了4位，那麼網絡位就是13+4=17位，

新的子網路遮罩就是11111111.11111111.10000000.00000000=255.255.128.0

2. 前17位是網絡ID了，那麼就剩下15位是主機ID了，主機數=2^(32-17=15)-2=32766台

3.最小的子網的網絡ID是10.01001000.00000000.0/17=10.72.0.0/17,

最大的子網的網絡ID是10.01001111.10000000.0/17=10.79.128.0/17

4.最小的IP是10.01001111.10000000.1=10.79.128.1，

最大的IP是10.01001111.11111111.254=10.79.255.254

一個公司有530台電腦，組成一個對等區域網路，子網路遮罩設多少最合适？

　　首先，無疑，530台電腦用Ｂ類ＩＰ最合适（Ａ類不用說了，太多，Ｃ類又不夠，肯定是Ｂ類），但是B類預設的子網路遮罩是255.255.0.0，可以容納6萬多台電腦，顯然不太合适，那子網路遮罩設多少合适呢？我們先來列個公式。

　　2的幾次方 >= 560

　　首先，我們确定2的9次方是512，不到560，2的10次方是1024，看來2的10次方最合适了。子網路遮罩一共由32位組成，已确定後面主機位有10位是0了，那前面的網絡位就是32-10=22位就是1，最合适的子網路遮罩就是：11111111.11111111.11111100.00000000，轉換成10進制，那就是255.255.252.0。

超網

路由彙總的優點包括擁有更小的路由表，并能隔離拓撲更改。

比如說，有幾個網絡都需要經過路由去通路另一個網絡位址220.78.168.1

220.78.168.0/24 220.78.169.0/24

220.78.170.0/24 220.78.171.0/24

220.78.172.0/24 220.78.173.0/24

220.78.174.0/24 220.78.175.0/24

此時的路由表就會有多條路由記錄到達目标網絡

220.78.168.0 255.255.255.0 220.78.168.1

220.78.169.0 255.255.255.0 220.78.168.1

220.78.170.0 255.255.255.0 220.78.168.1

220.78.171.0 255.255.255.0 220.78.168.1

220.78.172.0 255.255.255.0 220.78.168.1

220.78.173.0 255.255.255.0 220.78.168.1

220.78.174.0 255.255.255.0 220.78.168.1

220.78.175.0 255.255.255.0 220.78.168.1

如果網絡數目多起來，那麼路由器将是一個巨大的負擔，那能不能簡化這麼多數目的路由呢？

那就需要進行路由彙總了

仔細觀察這些子網，發現前16位都是一樣的，也就是220.78都是一樣的，那麼隻需要把第三段的數值進行比較即可。把這些網絡先轉換成二進制，先找出相同的。

相同的

168

10101000

169

10101001

170

10101010

171

10101011

172

10101100

173

10101101

174

10101110

175

10101111

看到了吧，根據前面學習的子網劃分思想，這個第三段的有5位是相同的，也就是說，這5位也是網絡位，加上前面的16位網絡位，就是5+16=21位，是以，路由可以彙總為220.78.168.0/21

注意了，這些子網必須是連續的子網才可以進行路由彙總。

本文轉自 ljpwinxp 51CTO部落格，原文連結:http://blog.51cto.com/191226139/2052046