IP地址和子網劃分學習筆記之《子網劃分詳解》

一，子網劃分概述

IP地址和子網劃分學習筆記相關篇章：

1、IP地址和子網劃分學習筆記之《預備知識：進制計數》

2、IP地址和子網劃分學習筆記之《IP地址詳解》

3、IP地址和子網劃分學習筆記之《子網掩碼詳解》

4、IP地址和子網劃分學習筆記之《子網劃分詳解》

5、IP地址和子網劃分學習筆記之《超網合并詳解》

1、為什么要劃分子網？

IPv4地址如果只使用有類（A、B、C類）來劃分，會造成大量的浪費或者不夠用，為了解決這個問題，可以在有類網絡的基礎上，通過對IP地址的主機號進行再劃分，把一部分劃入網絡號，就能劃分各種類型大小的網絡了。

2、IPv4子網劃分與聚合

為了解決IPv4的不足，提高網絡劃分的靈活性，誕生了兩種非常重要的技術，那就是VLSM（可變長子網掩碼）和CIDR（無類別域間路由），把傳統標準的IPv4有類網絡演變成一個更為高效，更為實用的無類網絡。關于VLSM和CIDR的介紹參考上篇子網掩碼詳解有講述。

VLSM用于IPv4子網的劃分，也就是把一個大的網絡劃分成多個小的子網；而CIDR則用于IPv4子網的聚合，當然主要是指路由方面的聚合，也就是路由匯總。通過CIDR可以把多個小的子網路由條目匯總成一個大網絡的路由條目，以減少路由器中路由條目的數量，提高路由效率。

二、子網劃分方法

我們所講的子網劃分其實就是基于VLSM可變長子網掩碼的劃分，子網劃分又分為等長子網劃分和變長子網劃分。

1、VLSM子網劃分的基本思想

通過VLSM實現子網劃分的基本思想很簡單：就是借用現有網段的主機位的最左邊某幾位作為子網位，劃分出多個子網。

①、把原來有類網絡IPv4地址中的“網絡ID”部分向“主機ID”部分借位

②、把一部分原來屬于“主機ID”部分的位變成“網絡ID”的一部分（通常稱之為“子網ID”）。

③、原來的“網絡ID”+“子網ID”=新“網絡ID”。“子網ID”的長度決定了可以劃分子網的數量。

如下示例圖：

2、全0子網與全1子網

①、“全0子網”代表的是對應子網的“子網ID”部分各位都是0，是第一個子網。

②、“全1子網”代表的是對應子網的“子網ID”部分各位都是1，是最后一個子網。

③、按照RFC950參考規定，劃分子網后，只有n-2個可用的子網（n表示總的子網數）。

④、后來RFC1878參考規定，劃分子網后，可以有n個可用的子網（n表示總的子網數）。

RFC950參考規定：第一個子網（也就是“全0子網”）和最后一個子網（也就是“全1子網”）不可用，為的就是避免全0子網的網絡地址和全1子網的廣播地址分別與沒有劃分子網前的網絡地址和廣播地址相沖突。 但是在后來RFC1878規定中，該項規定已被廢止了，現在的設備基本上都普遍支持RFC1878。

三、等長子網和變長子網劃分

子網劃分的任務包括：

①、確定子網掩碼的長度。

②、確定子網下的主機可用地址范圍（第一個可用IP和最后一個可用IP）。

③、確定網絡地址（主機位全為0）和廣播地址（主機位全為1），不能分配計算機主機用。

Ⅰ、等長子網劃分

等長子網劃分就是將一個有類網絡等分成多個網絡，也就是等分成多個子網，所有子網的子網掩碼都相同。

1、C類網絡子網劃分示例

①、等分為兩個子網

將192.168.0.0 255.255.255.0這個網絡等分成2個子網，并寫出每個子網的地址信息？

分析：

該網絡子網掩碼為/24，要劃分為2個子網，要借用主機位1位作為子網位。

因為二進制數0和1按一位排列組合，只有這2種，分別為：0，1，如下圖所示。

0是A子網
1是B子網

借用主機1位，所以子網掩碼+1位，由原來的255.255.255.0 （/24）變為255.255.255.128（/25）

結論：C類網絡等分成2個子網，子網掩碼往右移動1位，就能等分成2個子網，即2^1。

最終結果：

A子網的網絡地址：192.168.0.0/25，可用地址（192.168.0.1～192.168.0.126），廣播地址：192.168.0.127。

B子網的網絡地址：192.168.0.128/25，可用地址（192.168.0.129～192.168.0.254），廣播地址：192.168.0.255。

②、等分為四個子網

同樣將192.168.0.0 255.255.255.0 這個網絡等分成4個子網

分析：要想分成4個子網，需要將子網掩碼往右移動兩位

這樣第1位和第2位就變為網絡位，就可以分成4個子網

因為二進制數0和1按兩位排列組合，只有這4種，分別為：00，01，10，11，如下圖所示。

00是A子網
01是B子網
10是C子網
11是D子網

借用主機2位，所以子網掩碼+2位，由原來的255.255.255.0 （/24）變為255.255.255.192 （/26）

結論：C類網絡等分成4個子網，子網掩碼往右移動2位，就能等分成4個子網，即2^2。

最終結果：

A子網的網絡地址：192.168.0.0/26，可用地址（192.168.0.1～192.168.0.62），廣播地址：192.168.0.63/26。

B子網的網絡地址：192.168.0.64/26，可用地址（192.168.65～192.168.0.126），廣播地址：192.168.0.127。

C子網的網絡地址：192.168.0.128/26，可用地址（192.168.129～192.168.0.190），廣播地址：192.168.0.191。

D子網的網絡地址：192.168.0.192/26，可用地址（192.168.193/26～192.168.0.254），廣播地址：192.168.0.255。

③、等分為八個子網

把一個C類網絡等分成8個子網，如下圖所示，子網掩碼需要往右移3位。

這樣才能劃分出8個子網，主機位的第1位、第2位和第3位都變成網絡位。

結論：C類網絡等分成8個子網，子網掩碼往右移動3位，就能等分成8個子網，即2^3。

最終結果：

子網掩碼：255.255.255.224 （/27）

A子網的網絡地址：192.168.0.0/27，可用地址（192.168.0.1～192.168.0.30），廣播地址：192.168.0.31。

B子網的網絡地址：192.168.0.32/27，可用地址（192.168.33～192.168.0.62），廣播地址：192.168.0.63。

C子網的網絡地址：192.168.0.64/27，可用地址（192.168.65～192.168.0.94），廣播地址：192.168.0.95。

D子網的網絡地址：192.168.0.96/27，可用地址（192.168.97～192.168.0.126），廣播地址：192.168.0.127。

E子網的網絡地址：192.168.0.128/27，可用地址（192.168.129～192.168.0.158），廣播地址：192.168.0.159。

F子網的網絡地址：192.168.0.160/27，可用地址（192.168.161～192.168.0.190），廣播地址：192.168.0.191。

G子網的網絡地址：192.168.0.192/27，可用地址（192.168.193～192.168.0.222），廣播地址：192.168.0.223。

H子網的網絡地址：192.168.0.224/27，可用地址（192.168.225～192.168.0.254），廣播地址：192.168.0.255。

2、B類網絡子網劃分示例

將131.107.0.0/16等分成2個子網，寫出各個子網的第一個和最后一個可用的IP地址？

分析：要劃分為2個子網，就要借用主機位1位作為子網位。

0是A子網
1是B子網

借用主機1位，所以子網掩碼+1位，由原來的255.255.0.0 （/16）變為255.255.128.0（/17）

結論：B類網絡等分成2個子網，子網掩碼往右移動1位，就能等分成2個子網，即2^1。

最終結果：

A子網
網絡地址：131.107.0.0/17，
可用地址（131.107.0.1 ~ 131.107.127.254）
廣播地址：131.107.127.255

B子網
網絡地址：131.107.128.0/17
可用地址（131.107.128.1 ~ 131.107.255.254）
廣播地址：131.107.255.255

3、A類網絡子網劃分示例

將A類網絡42.0.0.0/8等分成4個子網，寫出各個子網的第一個和最后一個可用的IP地址？

分析：要劃分為4個子網，就要借用主機位2位作為子網位

00是A子網
01是B子網
10是C子網
11是D子網

借用主機2位，所以子網掩碼+2位，由原來的255.0.0.0 （/8）變為255.192.0.0（/10）

結論：A類網絡等分成4個子網，子網掩碼往右移動2位，就能等分成4個子網，即2^2。

最終結果：

A子網的網絡地址：42.0.0.0/10，可用地址（42.0.0.1 ~ 42.63.255.254），廣播地址：42.63.255.255

B子網的網絡地址：42.64.0.0/10，可用地址（42.64.0.1 ~ 42.127.255.254），廣播地址：42.127.255.255

C子網的網絡地址：42.128.0.0/10，可用地址（42.128.0.1 ~ 42.191.255.254），廣播地址：42.191.255.255

D子網的網絡地址：42.192.0.0/10，可用地址（42.192.0.1 ~ 42.255.255.254），廣播地址：42.255.255.255

Ⅱ、變長子網劃分

VLSM規定了如何在一個進行了子網劃分的網絡中，不同子網使用不同的子網掩碼。這對于網絡內部不同網段需要不同大小子網的情形來說很有效，這種劃分子網的方式叫變長子網劃分。

變長子網劃分其實就是在等長子網的劃分上，分別取不同等分子網中的某個或者多個子網。

1、變長子網劃分示例

如上示例劃分分析結果：
A子網
網絡地址：192.168.10.32，255.255.255.224（/27），可用地址（192.168.10.33 ~ 192.168.10.62），廣播地址：192.168.10.63
相當于取了等長子網劃分為8個子網中的一個子網

B子網
網絡地址：192.168.10.64，255.255.255.192（/26），可用地址（192.168.10.65 ~ 192.168.10.126），廣播地址：192.168.10.127
相當于取了等長子網劃分為4個子網中的一個子網

C子網
網絡地址：192.168.10.128，255.255.255.128（/25），可用地址（192.168.10.129 ~ 192.168.10.254），廣播地址：192.168.10.255
相當于取了等長子網劃分為2個子網中的一個子網

D子網
網絡地址：192.168.10.0，255.255.255.252（/30），可用地址（192.168.10.1 ~ 192.168.10.2），廣播地址：192.168.10.3
相當于取了等長子網劃分為64個子網中的第一個子網

E子網
網絡地址：192.168.10.4，255.255.255.252（/30），可用地址（192.168.10.5 ~ 192.168.10.6），廣播地址：192.168.10.7
相當于取了等長子網劃分為64個子網中的第二個子網

2、變長子網劃分總結

①、變長子網劃分規律

如果一個子網地址塊是原來網段的(1/2)^n，子網掩碼就在原網段的基礎上右移n位，不等長子網，子網掩碼也不同。

②、點到點網絡的子網掩碼

每個子網是原來網絡的(1/2)×(1/2)×(1/2)×(1/2)×(1/2)×(1/2)，也就是(1/2)^6，子網掩碼往右移動6位。

例如：11111111.11111111.11111111.11111100寫成十進制子網掩碼也就是255.255.255.252。

四、子網劃分總結和技巧

1、確定劃分子網數

子網數 = 2^n，n代表子網掩碼往右移動的位數
例如：
要劃分2個子網，子網掩碼需要往右移動1位，2^1=2
要劃分4個子網，子網掩碼需要往右移動2位，2^2=4
要劃分8個子網，子網掩碼需要往右移動3位，2^3=8
......
子網數只能為2倍的關系劃分。

2、確定子網劃分后的地址

每個子網地址塊大小（IP_block）= 2^(8-n)
每個子網可用地址個數（IP_num）= 2^(8-n)-2
①、子網的網絡地址 = 從0到255，取每段地址塊的首個值
②、子網的廣播地址 = 下一個子網的網絡地址-1
③、子網的可用地址 = 子網的網絡地址到子網的廣播地址區間

例如：
要劃分為4個網段（2^2），子網掩碼右移2位
每個子網地址塊大小（IP_block）= 2^(8-4) = 64
每個子網可用地址個數（IP_num）= 2^(8-4)-2 = 62
每段取值分別為：0，64，128，192
第一個子網
①、網絡地址 = 0
②、廣播地址 = 63
③、可用地址 = 1到62

第二個子網
①、網絡地址 = 64
②、廣播地址 = 127
③、可用地址 = 65到126

第三個子網
①、網絡地址 = 128
②、廣播地址 = 191
③、可用地址 = 129到190

第四個子網
①、網絡地址 = 192
②、廣播地址 = 255
③、可用地址 = 193到254

3、確定子網掩碼

劃分后的子網掩碼CIDR = 原網絡的子網掩碼CIDR+n，如要寫成十進制：256-2^(8-n)
例如：
原來子網掩碼：255.255.255.0（/24），往右移動3位，則劃分為8個子網
子網掩碼就變為為 /27，256-2^(8-3) = 256-2^5 = 256-32 = 224
最后子網掩碼結果：255.255.255.224（/27）

如還有不明白的，請參照上面給出的VLSM可變長子網掩碼對應CIDR值這個圖就一目了然。