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網(wǎng)絡(luò)ID、主機ID和子網(wǎng)掩碼

 Jcstone 2016-06-14

        網(wǎng)絡(luò)ID用來表示計算機屬于哪一個網(wǎng)絡(luò),網(wǎng)絡(luò)ID相同的計算機不需要通過路由器連接就能夠直接通信,我們把網(wǎng)絡(luò)ID相同的計算機組成一個網(wǎng)絡(luò)稱之為本地網(wǎng)絡(luò)(網(wǎng)段);網(wǎng)絡(luò)ID不相同的計算機之間通信必須通過路由器連接,我們把網(wǎng)絡(luò)ID不相同的計算機稱之為遠(yuǎn)程計算機。
 當(dāng)為一臺計算機分配IP地址后,該計算機的IP地址哪部份表示網(wǎng)絡(luò)ID,哪部份表示主機ID,并不由IP地址所屬的類來確定,而是由子網(wǎng)掩碼確定。子網(wǎng)確定一個IP地址屬于哪一個子網(wǎng)。
        子網(wǎng)掩碼的格式是以連續(xù)的255后面跟連續(xù)的0表示,其中連續(xù)的255這部份表示網(wǎng)絡(luò)ID;連續(xù)0部份表示主機ID。比如,子網(wǎng)掩碼255.255.0.0和255.255.255.0。
        根據(jù)子網(wǎng)掩碼的格式可以發(fā)現(xiàn),子網(wǎng)掩碼有0.0.0.0、255.0.0.0、255.255.0.0、255.255.255.0和255.255.255.255共五種。采用這種格式的子網(wǎng)掩碼每個網(wǎng)絡(luò)中主機的數(shù)目相差至少為256倍,不利于靈活根據(jù)企業(yè)需要分配IP地址。比如,一個企業(yè)有2000臺計算機,用戶要么為其分配子網(wǎng)掩為255.255.0.0,那么該網(wǎng)絡(luò)可包含65534臺計算機,將造成63534個IP地址的浪費;要么用戶為其分配8個255.255.255.0網(wǎng)絡(luò),那么必須用路由器連接這個8個網(wǎng)絡(luò),造成網(wǎng)絡(luò)管理和維護的負(fù)擔(dān)。
        網(wǎng)絡(luò)ID是IP地址與子網(wǎng)掩碼進行與運算獲得,即將IP地址中表示主機ID的部份全部變?yōu)?,表示網(wǎng)絡(luò)ID的部份保持不變,則網(wǎng)絡(luò)ID的格式與IP地址相同都是32位的二進制數(shù);主機ID就是表示主機ID的部份。
    例題1:IP地址:192.168.23.35 子網(wǎng)掩碼:255.255.0.0
    網(wǎng)絡(luò)ID:192.168.0.0  主機ID:23.35

    例題2:IP地址:192.168.23.35  子網(wǎng)掩碼:255.255.255.0  
     網(wǎng)絡(luò)ID:192.168.23.0  主機ID:35

子網(wǎng)和CIDR
       將常規(guī)的子網(wǎng)掩碼轉(zhuǎn)換為二進制,將發(fā)現(xiàn)子網(wǎng)掩格式為連續(xù)的二進制1跟連續(xù)0,其中子網(wǎng)掩碼中為1的部份表示網(wǎng)絡(luò)ID,子網(wǎng)掩中為0的表示主機ID。比如255.255.0.0轉(zhuǎn)換為二進制為11111111 11111111 00000000 00000000。
       在前面所舉的例子中為什么不用連續(xù)的1部份表示網(wǎng)絡(luò)ID,連續(xù)的0部份表示主機ID呢?答案是肯定的,采用這種方案的IP尋址技術(shù)稱之為無類域間路由(CIDR)。CIDR技術(shù)用子網(wǎng)掩碼中連續(xù)的1部份表示網(wǎng)絡(luò)ID,連續(xù)的0部份表示主機ID。比如,網(wǎng)絡(luò)中包含2000臺計算機,只需要用11位表示主機ID,用21位表網(wǎng)絡(luò)ID,則子網(wǎng)掩碼表示為11111111.11111111.11100000.00000000,轉(zhuǎn)換為十進制則為255.255.224.0。此時,該網(wǎng)絡(luò)將包含2046臺計算機,既不會造成IP地址的浪費,也不會利用路由器連接網(wǎng)絡(luò),增加額外的管理維護量。
      CIDR表示方法:IP地址/網(wǎng)絡(luò)ID的位數(shù),比如192.168.23.35/21,其中用21位表示網(wǎng)絡(luò)ID。
      例題1:192.168.23.35/21
      子網(wǎng)掩碼:11111111 11111111 11111000 00000000則為255.255.248.0
       網(wǎng)絡(luò)ID:192.168.00010111.0(其中第三個字節(jié)紅色部分表示網(wǎng)絡(luò)ID,其他表示主機ID,網(wǎng)絡(luò)ID是表示網(wǎng)絡(luò)ID部份保持不變主機ID全部變?yōu)?)則網(wǎng)絡(luò)ID為192.168.16.0
       起始IP地址:192.168.16.1(主機ID不能全為0,全為0表示網(wǎng)絡(luò)ID最后一位為1)
       結(jié)束IP地址:192.168.00010111.11111110(主機ID不能全為1,全為1表示本地廣播)則結(jié)束IP地址為:192.168.23.254。
      例題2:將163.135.0.0劃分為16個子網(wǎng),計算前兩個子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)ID、子網(wǎng)掩碼、起止IP地址。
      第1步:用CIDR表示163.135.0.0/20,則子網(wǎng)掩碼為255.255.240(11110000).0。
      第2步:第一網(wǎng)絡(luò)ID(子網(wǎng)掩碼與IP地址與運算):163.135.0.0
  
      第一個IP地址:163.135.0.1 結(jié)束IP地址:163.135.15.254;
      第3步:第二網(wǎng)絡(luò)ID:163.135.16.0
  
      第一個IP地址:163.135.16.1 結(jié)束IP地址:163.135.31.254。


 子網(wǎng)掩碼和網(wǎng)絡(luò)ID的快速計算方法
 CIDR的子網(wǎng)掩碼都是連續(xù)的1跟連接的0表示,則子網(wǎng)掩碼有以下幾種表示方法:
 0000 0000
1000 0000
128
 1100 0000
128+64=192
 1110 0000
128+64+32=224
 1111 0000
255-15=240
 1111 1000
255-7=248
 1111 1100
255-3=252
 1111 1110
255-1=254
 1111 1111
255
       大家都知道11111111的十進制數(shù)為255,那么我們怎么來快速計算子網(wǎng)掩碼呢?二進制的1=1,11=3,111=7,1111=15;那么1111 1110=255-1,1111 1100=255-3,1111 1000=255-8,1111 0000=255-15這樣是不是就很快呢?只要我們一旦確定子網(wǎng)掩碼中有多少位表示網(wǎng)絡(luò)ID,那么我們馬上就可以寫出子網(wǎng)掩碼了。那么,對于1000 0000,1100 0000和1110 0000 我們又該怎么計算呢?27=8則1000 0000=128,1100 0000=128+64,1110 0000=128+64+32,所以我們不需要去記住每一個為多少,只需要做做簡單的加減法就搞定子網(wǎng)掩碼的計算。
       網(wǎng)絡(luò)ID的結(jié)果大家都知道網(wǎng)絡(luò)ID部份不變,主機ID部分全部變?yōu)?,那么在計算網(wǎng)絡(luò)ID時,首先看子網(wǎng)掩碼中有多少位用來表示網(wǎng)絡(luò),相應(yīng)在將IP地址轉(zhuǎn)換為二進制時就只轉(zhuǎn)換前面幾位,比如192.168.176.15/19,網(wǎng)絡(luò)ID一共19位,則網(wǎng)絡(luò)ID前兩個字節(jié)為192.168.X.0發(fā)生變化的為第三個字節(jié)。那么怎樣快速計算出這個變化的X的值呢?我們知道第三字節(jié)只有三位表示網(wǎng)絡(luò)ID,轉(zhuǎn)換時176>128,第1位為1,176-128=48<64,第2位為0,48>32第3位為1,剩下的計算就沒有意義了,全都要轉(zhuǎn)換為0,則網(wǎng)絡(luò)ID為10100000,則網(wǎng)絡(luò)ID為192.168.160.0,這樣計算反而出錯的可能性很小。


本地和遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)概念

        網(wǎng)絡(luò)ID相同的計算機稱之為本地網(wǎng)絡(luò),本地網(wǎng)絡(luò)中的計算機相互通信不需要路由器連接;網(wǎng)絡(luò)ID不相同的計算機稱之為遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò),遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)中的計算機要相互通信必須通過路由器連接。
      例題:192.168.10.14/28,192.168.10.15/28,192.168.10.16/28,192.168.10.31/28哪些是合法IP,哪些是非法IP地址?
      主機ID全為0和主機ID全為1的為非法IP地址:192.168.10.15/28、192.158.10.16/28、192.168.10.31/28都是非法IP地址。
      例題:192.168.10.14/28,192.168.10.15/28,192.168.10.16/28哪個不是同一網(wǎng)段?
 網(wǎng)絡(luò)ID相同的就屬于同一網(wǎng)段,則192.168.10.16/28不屬于同一網(wǎng)段。


子網(wǎng)數(shù)和主機數(shù)的計算方法 

          例題:172.168.34.56/20,一共劃分為了多少個子網(wǎng),各子網(wǎng)可以包含多少臺主機。
         172.168.34.56是一個B類地址,B類地址用16位表示網(wǎng)絡(luò)ID,題目中20位表示網(wǎng)絡(luò)ID,則子網(wǎng)位數(shù)為4位,那么子網(wǎng)就有24次個(即從0000、0001到1111的16種變化)。
         由于IP地址是32位,用20位表示網(wǎng)絡(luò)ID,則主機ID的位數(shù)為12位,則每個子網(wǎng)可以包含212-2個IP地址,即可以包含4096個IP地址。
         注意:為什么計算IP地址時要減2,而計算子網(wǎng)數(shù)目時不減2呢?IP地址減2的原因是主機ID不能全為0也不能全為1;子網(wǎng)就不存在這個問題。

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