IP子网划分
IP子网划分
一.子网划分的需求
生产环境中到处存在分类IP地址的低效性
1.IP地址资源浪费严重；
2.IP网络数量不敷使用；
3.业务扩展缺乏灵活性;
4.无法应对internet的爆炸式增长；
二.IP子网划分基础知识
1. 子网划分方法
a.子网划分前的两级IP地址
b.子网划分后的三级IP地址
2.IP地址与子网掩码
3.默认掩码
a.A类地址默认掩码为255.0.0.0
b.B类地址默认掩码为255.255.0.0
c.C类地址默认掩码为255.255.255.0
4.计算子网地址
子网掩码与IP地址进行逐位逻辑与运算获得网络地址（子网地址）
三.IP子网划分相关计算
1.假设子网主机号位数为N，则可用地址数为2n-2个；
2.主机号全1为广播地址，主机号全0为网络地址；
3.IP地址一共是32bit,分成4字节，每个字节8bit
比如：IP地址为172.16.3.210将其转换为二进制：
10101100.00010000.00000011.11010010
4.案例：
一共公司有10000个员工，每100员工分成一个部门，一共分100个部门，要求每个部门都是一共单独的网段，那么我们要分100个网段。现在公司总部的IT部门给一个172.16.0.0/16的地址,要求满足100个网段，每网段100个PC的需求。
分析：
172.16.0.0 255.255.0.0 换算成二进制为： 10101100.00010000.00000000.00000000，只能满足一个网段，不能满足100个网段个，2的16次方，65536-2=65534个主机地址，这些地址只能满足一个网段。
子网划分的思想：劫富济贫，借主机位，产生新的子网位，从主机位最左边往右借！
那么借多少位如何计算呢？
a>.借一位产生2（2的1次方）个子网；
b>.借N为产生2的N次方个子网。
由于我们想要从172.16.0.0/16中产生100个子网，于是我们就要从左往右开始借主机位，2的6次方是64，既可以产生64个子网，2的7次方是128，既可以产生128个子网，我们最少需要100个子网的产生，所以我们最少要借7为，于是成了172.16.0.0/23，我们开始进行了如下的分析：
网络位 主机位
172.16.0000000 0.00000000
子网网络位（主机位全0） 子网掩码 广播位（主机位全1） 主机范围
第一个： 172.16.0.0（172.16.0000000 0.00000000 ） 255.255.254.0 172.16.1.255（172.16.0000000 1.11111111 ） 172.16.0.1~172.16.1.254
第二个： 172.16.2.0（172.16.0000001 0.00000000 ） 255.255.254.0 172.16.3.255（172.16.0000001 1.11111111 ） 172.16.2.1~172.16.3.254
第三个： 172.16.4.0（172.16.0000010 0.00000000 ） 255.255.254.0 172.16.5.255（172.16.0000010 1.11111111 ） 172.16.4.1~172.16.5.254
第四个： 172.16.6.0（172.16.0000011 0.00000000 ） 255.255.254.0 172.16.7.255（172.16.0000011 1.11111111 ） 172.16.6.1~172.16.7.254
第五个： 172.16.8.0（172.16.0000100 0.00000000 ） 255.255.254.0 172.16.9.255（172.16.0000100 1.11111111 ） 172.16.8.1~172.16.9.254
.........相信大家已经看出规律啦~我就不往下举例子了~那么让我们一起来总结一下子网划分的规律吧~
子网划分的规律：
a>.从主机位借N位产生2的N次方子网，从左往右借；
b>.主机位全0，代表这个子网的网络位（网络地址），主机全1，代表这个子网的广播地址；
c>.每个子网广播位减去网络位=主机位全1，这个数是固定的；
d>.子网主机范围介于网络位和广播位之间；
e>.第一个子网的网络位，主机位确定后，其他所有子网网络位主机位都可以确定；
f>.下一个子网的网络位是前一个子网广播位加1；
5.小试牛刀
公司240员工，8个部门，每部门30个人，每个部门一共单独的网段，现有192.168.100.0/24网段，要求对其进行子网划分。
分析：
通过上个案例我们已经很熟悉了熟悉了子网划分的特点，这里有8个部门，需要划分8个网段，而192.168.100.0/24仅仅只能满足一个网段，一次还是要借主机位进行子网划分，那么借多少位呢？由于要划分8个子网，我们就计算2的多少次方大于等于8呢？相信你很快的得出结果，没错，就是3，因此你需要接3个主机位。
网络位 主机位
192.168.100.000 00000
子网网络位（主机位全0） 子网掩码 广播位（主机位全1） 主机范围
第一个： 192.168.100.0（192.168.100.000 00000） 255.255.255.224 192.168.100.31（192.168.100.000 11111） 192.168.100.1~192.168.100.30
第二个： 192.168.100.32（192.168.100.001 00000） 255.255.255.224 192.168.100.63（192.168.100.001 11111） 192.168.100.33~192.168.100.62
第三个： 192.168.100.64（192.168.100.010 00000） 255.255.255.224 192.168.100.95（192.168.100.010 11111） 192.168.100.65~192.168.100.94
IP的自动汇聚：
某企业有172.30.1.0/24,172.30.2.0/24,172.30.3.0/24,172.30.4.0/24,172.30.5.0/24。我们如何用将这5个不同的网络地址用一个网络地址表示呢？那么我们就得用到IP的自动汇聚了，我们将这个5个IP聚合一下就成为了172.30.0.0/21.这样就可以表示以上的几个IP地址了。
分析：
我们可以将上面的5个网络地址看成172.30.0.0/16的子网，那么我们要对这个子网进行分类，最少要分配5个网段，我们只需要将IP地址的第三段的主机位腾出三位即可（2的三次方等于8个，也就是最多容纳8个子网），是从右往左数，我们开始计算。
网络位 主机位
172.16.00000 000.00000000
第一个：172.16.1.0/21 (172.16.00000 001.00000000)
第二个：172.16.2.0/21(172.16.00000 0 10.00000000)
第三个：172.16.3.0/21(172.16.00000 011.00000000)
往下依次类推即可...
其实我们通过以上的 例子可知：子网划分是从左往右开始借位，而IP的汇聚其实就是从右往左还位，2个解法是恰恰相反的，当然我是这么理解的，如果有观点上的错误，欢迎在我的博客下方指正啊！
以下是测试实验结果：
用“运维部门”的电脑去ping各个机器测试结果如下：
1 PC>ipconfig 2 3 Link local IPv6 address...........: fe80::5689:98ff:fea7:2066 4 IPv6 address......................: :: / 128 5 IPv6 gateway......................: :: 6 IPv4 address......................: 172.30.3.1 7 Subnet mask.......................: 255.255.224.0 8 Gateway...........................: 172.30.3.254 9 Physical address..................: 54-89-98-A7-20-66 10 DNS server........................: 11 12 PC>ping 172.30.1.1 13 14 Ping 172.30.1.1: 32 data bytes, Press Ctrl_C to break 15 From 172.30.1.1: bytes=32 seq=1 ttl=128 time=16 ms 16 From 172.30.1.1: bytes=32 seq=2 ttl=128 time<1 ms 17 From 172.30.1.1: bytes=32 seq=3 ttl=128 time=31 ms 18 From 172.30.1.1: bytes=32 seq=4 ttl=128 time=31 ms 19 From 172.30.1.1: bytes=32 seq=5 ttl=128 time=31 ms 20 21 --- 172.30.1.1 ping statistics --- 22 5 packet(s) transmitted 23 5 packet(s) received 24 0.00% packet loss 25 round-trip min/avg/max = 0/21/31 ms 26 27 PC>ping 172.30.2.1 28 29 Ping 172.30.2.1: 32 data bytes, Press Ctrl_C to break 30 From 172.30.2.1: bytes=32 seq=1 ttl=128 time=47 ms 31 From 172.30.2.1: bytes=32 seq=2 ttl=128 time=16 ms 32 From 172.30.2.1: bytes=32 seq=3 ttl=128 time=15 ms 33 From 172.30.2.1: bytes=32 seq=4 ttl=128 time=16 ms 34 From 172.30.2.1: bytes=32 seq=5 ttl=128 time=15 ms 35 36 --- 172.30.2.1 ping statistics --- 37 5 packet(s) transmitted 38 5 packet(s) received 39 0.00% packet loss 40 round-trip min/avg/max = 15/21/47 ms 41 42 PC>ping 172.30.3.1 43 44 Ping 172.30.3.1: 32 data bytes, Press Ctrl_C to break 45 From 172.30.3.1: bytes=32 seq=1 ttl=128 time<1 ms 46 From 172.30.3.1: bytes=32 seq=2 ttl=128 time<1 ms 47 From 172.30.3.1: bytes=32 seq=3 ttl=128 time<1 ms 48 From 172.30.3.1: bytes=32 seq=4 ttl=128 time<1 ms 49 From 172.30.3.1: bytes=32 seq=5 ttl=128 time<1 ms 50 51 --- 172.30.3.1 ping statistics --- 52 5 packet(s) transmitted 53 5 packet(s) received 54 0.00% packet loss 55 round-trip min/avg/max = 0/0/0 ms 56 57 PC>ping 172.30.4.1 58 59 Ping 172.30.4.1: 32 data bytes, Press Ctrl_C to break 60 From 172.30.4.1: bytes=32 seq=1 ttl=128 time=31 ms 61 From 172.30.4.1: bytes=32 seq=2 ttl=128 time=31 ms 62 From 172.30.4.1: bytes=32 seq=3 ttl=128 time=16 ms 63 From 172.30.4.1: bytes=32 seq=4 ttl=128 time=16 ms 64 From 172.30.4.1: bytes=32 seq=5 ttl=128 time<1 ms 65 66 --- 172.30.4.1 ping statistics --- 67 5 packet(s) transmitted 68 5 packet(s) received 69 0.00% packet loss 70 round-trip min/avg/max = 0/18/31 ms 71 72 PC>ping 172.30.5.1 73 74 Ping 172.30.5.1: 32 data bytes, Press Ctrl_C to break 75 From 172.30.5.1: bytes=32 seq=1 ttl=128 time=15 ms 76 From 172.30.5.1: bytes=32 seq=2 ttl=128 time<1 ms 77 From 172.30.5.1: bytes=32 seq=3 ttl=128 time=31 ms 78 From 172.30.5.1: bytes=32 seq=4 ttl=128 time=16 ms 79 From 172.30.5.1: bytes=32 seq=5 ttl=128 time=31 ms 80 81 --- 172.30.5.1 ping statistics --- 82 5 packet(s) transmitted 83 5 packet(s) received 84 0.00% packet loss 85 round-trip min/avg/max = 0/18/31 ms 86 87 PC>
四.VLSM及CIDR
1.VLSM简介
a>.子网划分的局限性
1>.无法实现吧网络划分为不同大小的子网；
2>.常常会浪费很多主机地址；
b>. VLSM（Variable Length Subnet Mask,可变长子网掩码）
1>.允许使用多个子网掩码划分子网；
2>.使组织的IP地址空间得到更有效的利用；
2.CIDR
a>.Internet面临的问题
1>.随着Internet的成长，路由表迅速扩大；
2>.IPV4地址已经被耗尽；
b>.CIDR（Classless Inter-Domain Routing,无类域间路由）
1>.消除了自然分类地址和子网划分的界限；
2>.将网络前缀相同的连续IP地址组成CIDR地址块；
3>.支持强化地址汇聚；
3.无类域间路由斜线表示法
CIDR使用斜线表示法表示一个网络：斜线表示法采用IP地址后跟一个斜线“/”，斜线后是一个表示网络前缀长度的数值
注意：192.0.0.0/8这个就是一个无类域间路由（CIDR），我们不能说他是A类或是C类的地址，它就是一个掩码为8（00001000）的地址。
