实验二、子网的划分 - 图文

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实验二、子网的划分

一、 实验目的:

1、了解IP地址结构

2、了解IP配置和管理技术 3、了解保留地址和回环地址 4、学习划分子网

二、 基本原理:

(一)IP地址的类型

1. A类地址

设计IPv4 A类地址的目的是支持巨型网络,因为对规模巨大网络的需求很小,因此开发了这种结构使主机地址数很大,而严格限制可被定义为A类网络的数量。

一个A类IP地址仅使用第一个8位位组表示网络地址。剩下的3个8位位组表示主机地址。A类地址的第一个位总为0,因此仅有127个可能的A类网络。

A类地址后面的2 4位表示可能的主机地址, A类网络地址的范围从1.0.0.0到126.0.0.0。

注意127.0.0.0也是一个A类地址,但是它已被保留作闭环(look back)测试之用而不能分配给一个网络。

每一个A类地址能支持16777214个不同的主机地址,这个数是由2的24次方再减去2得到的。减2是必要的,因为IP把全0保留为表示网络而全1表示网络内的广播地址。下面是一些A类地址网络号: 10.0.0.0 44.0.0.0 101.0.0.0 126.0.0.0

网络与主机8位位组的比例关系如表2-1所示。 网络部分 主机部分 八位位组 1 2 3 4 表2-1 A类地址结构

2. B类地址

设计B类地址的目的是支持中到大型的网络。B类网络地址范围从128.1.0.0到191.254.0.0。

B类地址蕴含的数学逻辑是相当简单的。一个B类IP地址使用两个8位位组表示网络号,另外两个8位位组表示主机号。B类地址的第1个8位位组的前两位总置为10,剩下的6位既可以是0也可以是1,这样就限制其范围小于等于191,由128+32+16+8+4+2+1得到。

最后的16位(2个8位位组)标识可能的主机地址。每一个B类地址能支持64534个惟一的主机地址,这个数由2的16次方减2得到。B类网络仅有16382个。下面是

一些B类网络号: 137.55.0.0 129.33.0.0 190.254.0.0 150.0.0.0 168.30.0.0

网络与主机8位位组的比例如表2-2所示。 网络部分 八位位组 1 2 表2-2 B类地址结构

主机部分 3 4 3. C类地址

C类地址用于支持大量的小型网络。这类地址可以认为与A类地址正好相反。A类地址使用第一个8位位组表示网络号,剩下的3个表示主机号,而C类地址使用三个8位位组表示网络地址,仅用一个8位位组表示主机号。

C类地址的前3位数为110,前2位和为192,这形成了C类地址空间的下界。第三位等于十进制数32,这一位为0限制了地址空间的上界。不能使用第三位限制了此8位位组的最大值为255-32等于223。因此C类网络地址范围从192.0.1.0至223.255.254.0。

最后一个8位位组用于主机寻址。每一个C类地址理论上可支持最大256个主机地址(0~255),但是仅有254个可用,因为0和255不是有效的主机地址。可以有2097150个不同的C类网络地址。

注意在IP地址中,0和255是保留的主机地址。IP地址中所有的主机地址为0用于标识局域网。同样,全为1表示在此网段中的广播地址。下面是一些C类网络号:

204.238.7.0 192.153.186.0 199.0.44..0 191.0.0.0 222.222.31.0

网络和主机8位位组的比例如表2-3所示。 网络部分 主机部分 八位位组 1 2 3 4 表2-3 C类地址结构

4. D类地址和E类地址

D类地址用于在IP网络中的组播(multicasting,又称为多目广播)。D类地址的前4位恒为1110,因此D类地址空间的范围从224.0.0.0到239.255.255.254。

E类地址虽被定义但却为IETF所保留作研究之用。因此Internet上没有可用的E类地址。E类地址的前4位恒为1,因此有效的地址范围从240.0.0.0至255.255.255.255,且仅在IETF内部使用。

5、私有地址

私有地址就是在一个网络内部使用,这个网络不会与别的网络相连,所以网络中的任何一台机器都不会与别的网络的机器的IP地址发生冲突,国际上的网络组织指定了三个保证都不会被分配的保留的IP地址段,这三个地址段是:

保留地址 10.0.0.0---10.255.255.255 172.16.0.0---172.31.255.255 192.168.0.0---192.168.255.255

回环地址 127.0.0.1 6、三类地址特性

类别 网络位数 主机位数 网络总数 A 8 24 127 B 16 16 16384 C 24 8 2097152 表2-4三类地址特性 地址总数 16777216 65536 256

(二)子网的划分

1、什么叫子网

为了有效利用IP地址和管理网络,现代网络中,IP地址中表示网络部分的长度可以调整,如:A类网络10.0.0.0是一个容纳16777216地址数的A类网络,如果主机部分分出16位用于表示网络,则可以得到从10.0.0.0到10.255.255.0共计216=65536个网络,每个网络的地址数为28=256。这样划分出来的网络称为“子网”。

2、子网掩码

划分子网后,由于表示网络部分的长度不再固定,所以必须明确指出IP地址中用于表示网络的位数。有两种方法表示,一是在IP地址后加上“/N”(N为表示网络的位数);二是使用“子网掩码”表示,即地址中表示网络的部分全为“1”,表示主机的部分全为0。

如:10.113.2.201/24等效于10.113.2.201 255.255.255.0 3、划分子网的目的

划分子网的目的有两个:一是对网络进行有层次的组织,从而更加有效的利用IP地址,二是:对于超过256台设备的LAN,通过网络层划分子网,以防止MAC层的广播带来网络性能的下降。

4、子网的计算方法

划分子网的个数:2n,n是网络位向主机位所借的位数。 每个子网的主机数:2m-2,m是借位后所剩的主机位数。 划分后的子网掩码:在原有子网掩码的基础上借了几个主机位,就加几个1。 每个子网的网络号:主机部分全为“0” 每个子网的广播地址:后一个字网号-1

例:172.16.0.0是一个B类网络。如果主机部分取2位划分子网,则可以划分出4个子网,每个子网可以容纳214-2=16382台主机,如表2-5所示: 序号 网络号 起始地址 结束地址 广播地址 1 172.16.0.0/18 172.16.0.1 172.16.63.254 172.16.63.255 2 172.16.64.0/18 172.16.64.1 172.16.127.254 172.16.127.255 3 172.16.128.0/18 172.16.128.1 172.16.191.254 172.16.191.255 4 172.16.192.0/18 172.16.192.1 172.16.255.254 172.16.255.255 表2-5 172.16.0.0/16划分成4个子网的规划表 三、实验内容及要求:

1、本教室有一个C类网络192.168.0.0/24,要求:将教室里的主机分为3个

子网,分别用Front、Left、Right表示。Front子网包括第一排的和教师机以及一台服务器;Left子网包括教室左边第2排及以后的主机;Right子网包括教室右边第2排及以后的主机。怎样规划子网?

由2n≥3,n=2。因此需增加2位表示子网,即网络ID为26位,子网掩码为255.255.255.192。

在分配IP地址时,应预留出网关(路由器)地址,一般取子网第一个或最后一个地址。

用表格列出每个子网,如表2-6所示: 序号 网络号 起始地址 结束地址 广播地址 Front 192.168.0.0/26 192.168.0.1 192.168.0.62 192.168.0.63 Left 192.168.0.64/26 192.168.0.65 192.168.0.126 192.168.0.127 Right 192.168.0.128/26 192.168.0.129 192.168.0.190 192.168.0.191 预留 192.168.0.192/26 192.168.0.193 192.168.0.254 192.168.0.255 表2-6 192.168.0.0/24划分成4个子网的规划表 图2-1是具体的网络规划,每个子网用一个集线器连接起来;子网之间由路由器连接;最后通过路由器R3连接出口网关连接到Internet上。

在每个位置的主机上配置好IP地址、子网掩码、网关地址(Front子网主机填R1端口地址:192.168.0.62)。DNS服务器地址统一为:202.202.145.5和202.202.145.6。

没有配置路由器时,只能同一个子网中的主机之间相互访问。 配置路由器后,各个子网之间也能相互访问,甚至能通过出口网关访问到广域网WAN。

打开“网上领居”,看看能访问到那些主机? 用ping命令测试与其他主机的连接。

图2-1 教室划分为3个子网的网络拓扑图

2、一个C类地址192.168.1.0,要求划分5个子网,每个子网至少要容纳30台主机,怎样规划子网?写出步骤并在虚拟实验平台上完成各子网的配置。

① 计算出需要增加几位用于表示子网?

② 子网掩码是多少?

本文来源:https://www.bwwdw.com/article/qrc6.html

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