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沙漠里de烟雨

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日志

 
 

关于子网划分、子网聚合(超网)的研究  

2011-02-13 13:01:01|  分类: 网络管理与应用 |  标签: |举报 |字号 订阅

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一、子网划分

子网划分经常遇到,现在就以一个C类网络的网段来研究子网的划分,以192.168.100.0/24为例,以最后八位来分割子网,假设用8个圈来表示最后8个位, 从左至右依次是第25位,第26位,直至第32位最后一位。如下所示:

 

子网划分的窍门剖析 - 漠雨 - 沙漠里de烟雨

 如上所示,不难看出,掩码长度为25的,说明从C类网络地址中的主机位上借了一个地址位,其余7位为主机位,也就是说将一个C类网络划成了两个子网,第25位的网络号有两种情况,一种是0,一种是1,也就是一个是192.168.100.0/25,另一个是192.168.100.128/25。网络个数为2的1次方个,也就2个,因为这个位只有两种情况,要么为0,要么为1.,那当然每个子网的主机数为:256/网络个数,然后减去子网号与广播地址这两个地址,所得数目就是主机数:(256/2)-2=126。

由此类推,若掩码为192,刚说明划分成了四个子网,即第25位和第26位两位为网络位,则有四种情况,00,01,10,11,也即:192.168.100.0/26,192.168.100.64/26,192.168.100.128/26和192.168.100.192/26。

上图是根据网络位与主机位的相互关系推算并画出来的,下面就用公式来表达上图的意思。

除去前8*3=24位不说,就从后8位(用0表示)说起,11111111  11111111  11111111  00000000,从左到右依次用1,2,3.。。8来表示其位,因为网络位是要向主机位借,所以方向也是从左到右的,这并不为奇。而在这8位中,第一位在这个段中的值为2的8-1次方,为128,第二位为2的8-2次方,为64,依此类推。。。,在此,假设其位数用n表示,则:

 

掩码=2^(8-1)+2^(8-2)+2^(8-3)....+2^(8-n)      n=1至8

掩码长度=24+n

子网个数=2^(n)

子网长度=256/子网个数     (或这样计算)    子网长度=256-掩码

[子网长度,即每个子网的总IP数,其中包括有效主机数,子网网络号与子网广播地址]

子网主机数=子网长度-2

 

一般情况下,是告诉你掩码,则可知其它五项,如掩码为248,则:

子网长度=256-248=8       子网主机数=8-2=6

子网个数=256/子网长度=256/8=32

子网个数=2^(n)=32  则===>>n=5

掩码长度=24+5=29

 

如果告诉你掩码长度,如192.168.100.35/27,则:

n=27-24=3,知道了n,套用上面的公式,就都出来了,在此就不累述。

上面的方法是针对于“可变长子网掩码(VLSM)”的划分方法,下面就讲讲它的对立,不是子网,而是子网聚合成的超网(又名CIDR)的操作方法。

二、子网聚合(超网)(在路由表中叫路由聚合或路由汇总)

子网聚和与子网划分的操作与意图正好相反。

例:将下面五个子网聚和成一个超网

192.168.11.0/27

192.168.12.0/27

192.168.14.0/27

192.168.14.32/27

192.168.14.64/27

前面两位暂且不谈,且看后两位,因为后两位都各不相同,找出其相同处,就可以了将之聚合成一超网了,当然,如果你觉得不必这么麻烦,直接将之聚合成192.168.0.0/16,理论上是可行,但如果增加了一个子网192.168.0.0/18,当路由器存在此网络的路由表项时,会将它也聚合进去,造成路由混乱,所以,尽量找到它的最小合集,方能找到最小的超网。

方法其实只有一个,就是将不同的用二进制展开,上下对应,找出相同位置处的数字,若数字相同,则将超网的相同位上置与其位上相同的数字,即如果全为0,则置0,全为1,则置为1;如相同位置处的数字有不同,则在超网的相应位上为0。如下所示:

00001011   00000000    ==>11.0

00001100   00000000    ==>12.0

00001110   00000000    ==>14.0

00001110   00100000    ==>14.32

00001110   01000000    ==>14.64

----------------------------------------------------

00001000   00000000    ==> 8.0     且前面5位是相同的,所以,掩码长度为16+5=21

故此超网为:192.168.8.0/21

三、按要求划分子网

例:一公司要从母公司中抽调出254个员工去组建一家新的分公司,此分公司的网络还在筹划中,假若你就是此公司的网络工程师,你深知,由于技术与业务上的分工合作,此分公司得用192.168.16.0/22之内的IP给这些主机分配IP地址,如果能节省IP(即不向网络位借2位做主机位,而是只借1位做主机位,这样的话,路由器更能精确地找到这些网络段,也能节省更多的IP地址)。经了解,公司人员分布状况如下:

市场部:86 (38)人

技术部:61 (2)人

工程部:50 (10)人

客服部:30 (13)人

研发部:21 (5)人

售后部:6   (3)人

其中,()里头的数字表示今后最多会增加的人数。且因为安全性问题,所以,各个部门不能相互访问。

故在建此网络之前,应根据要求划分好子网络。

解:实际人数=254,刚好是一个C类网络的主机数,如果不是因为今后还会增加人员,正好就用一个网段来处理,然而要求里指明各部门不能互访,所以就算不增加人员,也是不行的。

实验人数:254人

将来最多人数:254+71=325人

又因为所设的IP地址为192.168.16.0/22网段内的地址,而325>254且325<2*254,所以,我们可以用两个子网网段长度为254的C类网聚合成的超网来给这个分公司的各部门分配网段。这里,又回来了本篇的第一部分。

所以,两个C类网合并成超网,也就是192.168.16.0/23这个网段。为了便于阅读,我把上面的那图贴下来一份,如下所示:

子网划分、子网聚合(超网)浅析 - 漠雨 - 沙漠里de烟雨

 根据此图中的“子网主机数”,我们几乎可以直接将各部门的子网段写出来:

市场部:62<86+38=124<126        ==>192.168.16.0/25

技术部:62<61+2 =63<126           ==>192.168.16.0/25

工程部:30<50+10=60<62            ==>192.168.16.0/26

客服部:30<30+13=43<62            ==>192.168.16.0/26

研发部:14<21+5=26<30              ==>192.168.16.0/27

售后部:6<6+3=9<14                    ==>192.168.16.0/28

 其实,

用下面的图更能直观的表示各部门网段所处的位置,如下所示:

子网划分、子网聚合(超网)浅析 - 漠雨 - 沙漠里de烟雨
 
由上图我们可以清楚地看到,假如还要增加2个部门,每个部门“未来最多人数”均为31人(30<31<62),则还得增加两个子网192.168.16.0/26,尽管总人数为325+62=387<2*254=508,但是如上图我们可以很容易看出,用192.168.16.0/23是无法满足这个公司的子网划分的,因为在这个网络中,只能增加一个掩码长度为26的网段。所以针对于这种情况,我们在选用网段前,是要计算一下的,在这里,我提出一个由本人自己定义的算法公式,用这个公式你就能大概算出你要向前借几位了。
 
计算方法如下:
 
25(1/2) + 25(1/2)==24    {为方便,也可以这样简写:25+25==24}   注意不是等于“=”
 
公式解释:掩码长度为25,说明对于掩码长度为24的网络来说,可以划分为两个子网,一个为0子网(如192.168.0.0/25),另一个为1子网(如192.168.0.128/25),如下图打了标记的地方:
 
子网划分、子网聚合(超网)浅析 - 漠雨 - 沙漠里de烟雨
所以,本例中,如果增加了2个部门,咱们就来算一算,到底能不能用192.168.16.0/23来划分。如下:
 

市场部:==>192.168.16.0/25

技术部:==>192.168.16.0/25

工程部:==>192.168.16.0/26

客服部:==>192.168.16.0/26

研发部:==>192.168.16.0/27

售后部:==>192.168.16.0/28

增加部1:==>192.168.16.0/26

增加部2:==>192.168.16.0/26 

25+25==24

26+26==25

27+28==26--28

26+26==25

总合N= 24+25+25+26--28==24+24+26--28==23+26--28     注意不是指“总和”。

N 值可知,掩码长度为23的这个网络不足以放下所有的网段,应该再向前借一位,所以,N应该取22,即192.168.16.0/22为增加两个部门后应选用的网段。

好了,关于子网划分与子网聚合就研究到此。

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