项目5 IPv4地址下子网的划分(课件）-高二《计算机网络技术基础》同步教学（中国人民大学出版社）

项目5 IPv4地址下子网的划分 本项目主要涉及IPv4地址的子网划分。子网划分是IP地址规划的基本功，是规划一个网络的基本内容。熟练掌握子网划分的方法是我们学习本课程的重点之一。 2023/7/26 2 项目导读 理解子网划分的必要性。 理解掩码的作用。 理解子网划分的原则。 掌握子网划分的方法。 2023/7/26 3 学习目标 子网划分的必要性 掩码 子网划分的原则与方法 2023/7/26 4 本项目任务 本项目主要包含以下任务： 子网划分的必要性 2023/7/26 5 （1）IP地址利用率低下。 一个C类地址的理论主机地址数为28-2，即254个；一个B类地址的理论主机地址数为216-2，即65534个；一个A类地址的理论主机地址数为224-2，即16,777,214个。即使电信部门分配给你一个C类网络地址，也很少有人能够把这些主机地址用完，更何况A和B类地址，所以这种划分方法造成极大的IP地址浪费。 （2）网络设置不够灵活。 二级网络划分体制划分的网络的大小和规模是不可变的，电信部门给予一个网络地址，自身不能再做改变，不能再在网络下根据需要划分二级网络，在网络管理上灵活度很差。 （3）造成路由表的体积太大，网络运行效率大受影响。 二级划分体制的网络由于网络只有一级，所以对路由器而言，网络数量越多，路由表的规模就越大，则路由器的路由负担就越重。 二级IP划分体制主要存在的弊端 2023/7/26 6 造成IP二级划分体制弊端的根本原因是网络规模的不可变性。改变这一弊端的方式就是网络下面再自主划分子网，IP地址组成由“网络地址位+主机地址位”变为“网络地址位+子网地址位+主机地址位”的三级体制，如下图所示，甚至是子网下面可以再划分子网的多级体制，子网的规模可以自由控制，这样就提高了网络建制的灵活性。这种划分体制能够充分利用有限的IP资源。 子网划分的必要性 2023/7/26 7 掩码 2023/7/26 8 数据包的转发，对大多数的路由器来说只负责将数据包转发至目的主机所在的网络或子网中，因此需要从目的主机的IP地址中提取网络号或子网号。 在二级体制下，无论是人还是路由器，在判断一个主机所在的网络的网络地址是比较好判断的，因为只要看主机IP地址的前几位二进制数，就能区分开A、B、C类地址，以及它们的网络地址位是多少位（参见图2-4）。 但是划分子网后的三级体制却存在一定的困难，即路由器在路由时无法获知一个子网的子网地址为有多少位，是哪些位。 子网掩码可以解决这一问题。 掩码 2023/7/26 9 子网掩码（Subnet Mask）将某个IP地址划分成网络地址位（包括子网地址位）和主机地址位两部分。 子网掩码不能单独存在，它必须结合IP地址一起使用。 子网掩码的设定必须遵循一定的规则。与IP地址相同，子网掩码由1和0组成，且1和0分别连续。子网掩码的长度也是32位，左边是网络地址位（包括子网地址位），用二进制数字“1”表示，“1”的数目等于网络地址位的长度；右边是主机地址位，用二进制数字“0”表示，“0”的数目等于主机地址位的长度。 当我们去判断一个主机地址所在的网络的时候，只要将该主机的IP地址与子网掩码二进制相与运算即可。所以我们在配置一个主机的IP地址时，还要配置该主机的掩码。 掩码 2023/7/26 10 虽然对于二级划分体制下，A、B、C类主机地址不需要掩码也能判断其网络地址位，但是为了与掩码体制统一起来，也给它们配置了掩码，并把它们称为缺省子网掩码。 A类网络缺省子网掩码：255.0.0.0。 B类网络缺省子网掩码：255.255.0.0。 C类网络缺省子网掩码：255.255.255.0。 A、B、C类地址中子网地址位为1位的情况仅出现在网络互联设备支持无类别域间路由选择协议（CIDR）时。 掩码 2023/7/26 11 2023/7/26 12 子网划分的原则与方法 2023/7/26 13 给一个网络地址，在该网络地址下再划分子网，其划分原则有如下几条： （1）IP地址中的主机地址位不能全为1。 主机地址位为全1的地址为该网段的广播地址，不能分配给具体的主机。 （2）IP地址中的主机地址位不能全为0。 主机地址位为全0的地址为该网段的网络地址，不能分配给具体的主机。 当前的互联设备基本都支持无类别域间路由选择协议（CIDR）。如果网络互联设备不支持CIDR，则子网地址位为全0或者全1的子网是不可以出现的。如果网络互联设备不支持CIDR，则在上两条原则的基础上还应该加两条，即： （3）IP地址中的子网地址位不能全为1。 （4）IP地址中的子网地址位不能全为0。 子网划分的原则 2023/7/26 14 给出一个网络地址，对其进行子网划分，主要有以下几个步骤： （1）确定需要划分多少个子网；