IP子网划分 谁能讲一下

一起探讨IP子网划分
By 沉影不器 发表于 2005-8-12 17:12:00

划分IP子网，有利于我们搞好系统维护，合理配置系统资源，减少资源浪费，但我们有很多初入此道的网管们对怎样做好这一项必修课心中没底，这里，我们就一个实例来讲讲子网划分的具体方法，希望对广大朋友有所帮助。
我们先假定一个环境，一个小小的公司中，目前有5个部门A至E，其中：A部门有10台PC（Host，主机），B部门20台，C部门30台，D部门15台，E部门20台，然后CIO分配了一个总的网段192．168.2.0/64给你，作为ADMIN，你的任务是为每个部门划分单独的网段，你该怎样做呢？
实际上，这就是一个很典型的IP子网划分的问题，其中，192.168.2.0/24是一个C类网段，24是表示子网掩码中1的个数是24个，这是255.255.255.0的另外一种表示方法，每一个255表示一个二进制的8个1，最后一个0表示二进制的8个0，在计算机语言中以二进制表示为11111111 11111111 11111111 00000000，0表示可容纳的主机的个数。要划分子网，必须制定每一个子网的掩码规划，换句话说,就是要确定每一个子网能容纳的最多的主机数，即0的个数，显然，应该以这几个部门中拥有主机数量最多的为准，在本例中，C部门有30台主机，那么我们在操作中可以套用这样一个经典公式：
2N-2=Hosts 2N-2=30 N=5
N代表掩码中0的个数，5个零则意味着二进制掩码为11100000，即十进制的224．加上前面24个1，1 的总数为27个。
该掩码十进制表示为：255.255.255.224/27；
确定掩码规则以后，就要确认每一个子网的具体地址段。
以下让我们从A部门开始，一步一步DIY，其余B—E部门的操作可参照进行。
第一步：确定A部门的网络ID
网络ID，即本部门所在的网段，是由IP地址与掩码作“与运算”的结果。“与运算”是一种逻辑算法，其规则是：1与1为1；0与0 、0与1、1与0的结果均为0。
已知：当前的IP地址192.168.2.0的最后一位是0，二进制表示为00000000；而我们已经算出的掩码255.255.255.224的最后一位是224，二进制表示为11100000。
下面让我们来做一个与运算。要注意，由于掩码的后五位为0，那么IP地址只有前三位参加运算，而后五位仅仅列出，不参加运算。⑴
0 0 0 0 0 0 0 0
与 1 1 1 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 （十进制：0）
⑵
0 0 1 0 0 0 0 0
与 1 1 1 0 0 0 0 0
0 0 1 0 0 0 0 0 （十进制：32）
．．．．．．．

这样就得到了A部门的网络ID为192.168.2.32/27，依此类推，根据主机数最多为30个的原则，B部门为192.168.2.64/27，C部门为192.168.2.96/27等等。
第二步，确定A部门的地址范围。
细心的朋友可能会发现，如果A部门的网络ID从32开始、并且主机数为30的时候，似乎B部门的ID应该是从62开始才对，为什么B部门的ID为64呢？这是因为，根据局域网规范，网络中必须要有两个保留地址作为网络专用，一个叫网络回环地址，代表网络本身，其地址全为0；一个叫广播地址，专用于主机进行数据广播。其地址全为1，这两个地址是不得被主机占用或分配的，在本例中，A部门网络地址全为0时（只是后面5位！），二进制表示为00100000，
其十进制值为32；当网络地址全为1时，二进制表示为00111111，十进制值为63；由此可见：192.168.2.32仅仅是A部门网络的本网地址(即网络ID)，而192.168.2.63为A部门网络的广播地址。现在再看看前面提到的公式？之所以要减一个2，就是要减去不能被分配和占用的这两个地址。所以，A部门实际上可分配给每个主机的地址范围为192.168.2.33 － 192.168.2.62，掩码均为255.255.255.224；所以，B部门的网络ID是从64起算的，与运算的图示如下：
0 1 0 0 0 0 0 0
与 1 1 1 0 0 0 0 0
0 1 0 0 0 0 0 0 （十进制：64）

显然，192.168.2.64是B部门网络的本网地址，并且不难算出，192.168.2.95是B部门网络的广播地址，B部门实际上可分配给每个主机的地址范围为192.168.2.65 － 192.168.2.94，同理可参照计算出C－E部门的地址范围。
于是，你圆满的完成了任务，可CIO还想考验一下你的能力，又提出了两个问题：
1、 公司各部门现有条件下的网络可扩展性怎样？
2、 公司目前可支持的子网数到底有多大？
不要紧张，这些纸老虎都是一捅就破的。第一个问题，所谓可扩展性，其实就是说在目前网络规划的条件下，各部门所能增加的主机数量，还不明白吗？就是有效的主机数减去现有主机数的值，对A部门而言，30－10＝20，那么，A部门还能增加20台主机，当然C部门就无法再增加了。
对第二个问题，我们仍然要用到那个熟悉的经典公式：
2N-2=可支持的子网数 23-2=6
这里的N表示掩码中借位的个数，掩码从CIO给定的的24位（24个1）变成了27位（27个1），“借用”了三位，所以N用3代换（至于为什么要减2，各位朋友可以自己思考一下），结果为6，表示一共可以划分6个子网，而当前只有5个部门，已划分了5个子网，还可以再增加一个部门，再划一个子网。
到此，CIO交办的任务全部完成，等着提职加薪吧！
事情“似乎”完满解决了，可能朋友们还有觉得本例中有那么一些说不清的地方……..
如果C部门的主机数不是刚好30台，而是31，33等无法整除的数，怎么办？其实，在计算的时候，用常规算法如果出现了小数等无法除尽的时候，只需要把小数收上来就行了，注意，不是四舍五入，比如结果为5.3或5.2时，必须收整，使N为6，目的是为了让子网可容纳的主机只多不少，这样才能最大限度的保证网络ID的正确。
使朋友们困惑的可能还有一个非技术性问题，好像是由一个事先的网络规划来决定单位内部门的组成，而不是由单位本身的机构数量来决定可购买的主机数量？正是这样，在网络化程度已很高的国外，一家公司，尤其是IT公司，在筹建之初,为了合理配置系统资源，减少资源浪费，必须是网络规划先行，然后根据该规划结合其它要求来配置部门资源，而国内由于网络开发时间短，应用层次相对较低，再加上传统的管理模式是以人定岗，以人定事，于是以人定机（电脑）也是顺理成章的事。这是题外话了。

客户机是DHCP获得地址，如何才能在一台DHCP服务器上自动分配不同的子网地址给指定的用户？
这个涉及到在DHCP上建立用户类(CLASSID)的问题,实际上是DHCP的问题了,以下供参考:

1.安装DHCP服务，创建一个不同的作用域(子网范围)：地址范围192.168.1.10-192.168.1.110。
2.配置作用域选项：DNS地址为192.168.1.101。
3.创建一个自定义的用户类userA，ID：UserA(可自定义）。

Client端：
1.在PC上配置自动获得IP地址、DNS地址。
2.在Desktop上配置属于UserA类，命令行下输入：ipconfig /setclassid “本地连接”
UserA
3.使用ipconfig /showclassid “本地连接”查看所属的类别。
4.通过ipconfig /release释放原来的IP地址；通过ipconfig /renew重新获得IP地址。
5.重新启动计算机。

IP子网划分
IP和子网掩码
我们都知道，IP是由四段数字组成，在此，我们先来了解一下3类常用的IP
A类IP段 0.0.0.0 到127.255.255.255 (0段和127段不使用)
B类IP段 128.0.0.0 到191.255.255.255
C类IP段 192.0.0.0 到223.255.255.255

XP默认分配的子网掩码每段只有255或0
A类的默认子网掩码 255.0.0.0 一个子网最多可以容纳1677万多台电脑
B类的默认子网掩码 255.255.0.0 一个子网最多可以容纳6万台电脑
C类的默认子网掩码 255.255.255.0 一个子网最多可以容纳254台电脑

我以前认为，要想把一些电脑搞在同一网段，只要IP的前三段一样就可以了，今天，我才知道我错了。如果照我这说的话，一个子网就只能容纳254台电脑？真是有点笑话。我们来说详细看看吧。

要想在同一网段，只要网络标识相同就可以了，那要怎么看网络标识呢？首先要做的是把每段的IP转换为二进制。（有人说，我不会转换耶，没关系，我们用Windows自带计算器就行。打开计算器，点查看>科学型，输入十进制的数字，再点一下“二进制”这个单选点，就可以切换至二进制了。）

把子网掩码切换至二进制，我们会发现，所有的子网掩码是由一串[red]连续[/red]的1和一串[red]连续[/red]的0组成的（一共4段，每段8位，一共32位数）。
255.0.0.0 11111111.00000000.00000000.00000000
255.255.0.0 11111111.11111111.00000000.00000000
255.255.255.0 11111111.11111111.11111111.00000000
这是A/B/C三类默认子网掩码的二进制形式，其实，还有好多种子网掩码，只要是一串连续的1和一串连续的0就可以了（每段都是8位）。如 11111111.11111111.11111000.00000000，这也是一段合法的子网掩码。子网掩码决定的是一个子网的计算机数目，计算机公式是2的m次方，其中，我们可以把m看到是后面的多少颗0。如255.255.255.0转换成二进制，那就是 11111111.11111111.11111111.00000000，后面有8颗0，那m就是8，255.255.255.0这个子网掩码可以容纳 2的8次方（台）电脑，也就是256台，但是有两个IP是不能用的，那就是最后一段不能为0和255，减去这两台，就是254台。我们再来做一个。
255.255.248.0这个子网掩码可以最多容纳多少台电脑？
计算方法：
把将其转换为二进制的四段数字（每段要是8位，如果是0，可以写成8个0，也就是00000000）
11111111.1111111.11111000.00000000
然后，数数后面有几颗0，一共是有11颗，那就是2的11次方，等于2048，这个子网掩码最多可以容纳2048台电脑。
一个子网最多可以容纳多少台电脑你会算了吧，下面我们来个逆向算法的题。
一个公司有530台电脑，组成一个对等局域网，子网掩码设多少最合适？
首先，无疑，530台电脑用B类IP最合适（A类不用说了，太多，C类又不够，肯定是B类），但是B类默认的子网掩码是255.255.0.0，可以容纳6万台电脑，显然不太合适，那子网掩码设多少合适呢？我们先来列个公式。
2的m次方＝560
首先，我们确定2一定是大于8次方的，因为我们知道2的8次方是256，也就是C类IP的最大容纳电脑的数目，我们从9次方一个一个试2的9次方是 512，不到560，2的10次方是1024，看来2的10次方最合适了。子网掩码一共由32位组成，已确定后面10位是0了，那前面的22位就是1，最合适的子网掩码就是：11111111.11111111.11111100.00000000，转换成10进制，那就是255.255.252.0。

分配和计算子网掩码你会了吧，下面，我们来看看IP地址的网段。
相信好多人都和偶一样，认为IP只要前三段相同，就是在同一网段了，其实，不是这样的，同样，我样把IP的每一段转换为一个二进制数，这里就拿IP：192.168.0.1，子网掩码：255.255.255.0做实验吧。
192.168.0.1
11000000.10101000.00000000.00000001
（这里说明一下，和子网掩码一样，每段8位，不足8位的，前面加0补齐。）
IP 11000000.10101000.00000000.00000001
子网掩码 11111111.11111111.11111111.00000000
在这里，向大家说一下到底怎么样才算同一网段。
要想在同一网段，必需做到网络标识相同，那网络标识怎么算呢？各类IP的网络标识算法都是不一样的。A类的，只算第一段。B类，只算第一、二段。C类，算第一、二、三段。
算法只要把IP和子网掩码的每位数AND就可以了。
AND方法：0和1＝0 0和0＝0 1和1＝1
如：And 192.168.0.1，255.255.255.0，先转换为二进制，然后AND每一位
IP 11000000.10101000.00000000.00000001
子网掩码 11111111.11111111.11111111.00000000
得出AND结果 11000000.10101000.00000000.00000000
转换为十进制192.168.0.0，这就是网络标识，
再将子网掩码反取，也就是00000000.00000000.00000000.11111111，与IP AND
得出结果00000000.00000000.00000000.00000001，转换为10进制，即0.0.0.1，
这0.0.0.1就是主机标识。要想在同一网段，必需做到网络标识一样。

我们再来看看这个改为默认子网掩码的B类IP
如IP：188.188.0.111，188.188.5.222，子网掩码都设为255.255.254.0，在同一网段吗？
先将这些转换成二进制
188.188.0.111 10111100.10111100.00000000.01101111
188.188.5.222 10111100.10111100.00000101.11011010
255.255.254.0 11111111.11111111.11111110.00000000
分别AND，得
10111100.10111100.00000000.00000000
10111100.10111100.00000100.00000000
网络标识不一样，即不在同一网段。
判断是不是在同一网段，你会了吧，下面，我们来点实际的。
一个公司有530台电脑，组成一个对等局域网，子网掩码和IP设多少最合适？
子网掩码不说了，前面算出结果来了11111111.11111111.11111100.00000000，也就是255.255.252.0
我们现在要确定的是IP如何分配，首先，选一个B类IP段，这里就选188.188.x.x吧
这样，IP的前两段确定的，关键是要确定第三段，只要网络标识相同就可以了。我们先来确定网络号。（我们把子网掩码中的1和IP中的?对就起来，0和*对应起来，如下：）
255.255.252.0 11111111.11111111.11111100.00000000
188.188.x.x 10111100.10111100.??????**.********
网络标识 10111100.10111100.??????00.00000000
由此可知，?处随便填（只能用0和1填，不一定全是0和1），我们就用全填0吧，*处随便，这样呢，我们的IP就是
10111100.10111100.000000**.********，一共有530台电脑，IP的最后一段1～254可以分给254台计算机， 530/254＝2.086，采用进1法，得整数3，这样，我们确定了IP的第三段要分成三个不同的数字，也就是说，把000000**中的**填三次数字，只能填1和0，而且每次的数字都不一样，至于填什么，就随我们便了，如00000001，00000010，00000011，转换成二进制，分别是 1，2，3，这样，第三段也确定了，这样，就可以把IP分成188.188.1.y，188.188.2.y，188.188.3.y，y处随便填，只要在1～254范围之内，并且这530台电脑每台和每台的IP不一样，就可以了。

有人也许会说，既然算法这么麻烦，干脆用A类IP和A类默认子网掩码得了，偶要告诉你的是，由于A类IP和A类默认子网掩码的主机数目过大，这样做无疑是大海捞针，如果同时局域网访问量过频繁、过大，会影响效率的，所以，最好设置符合自己的IP和子网掩码^_^

IPv4广播地址的定义是网络号码与网络掩码逻辑“非”之间的逻辑“或”。
例如一个地址为：197.8.43.211,其子网掩码为255.255.255.240则其网络号码为两者的二进制逻辑"与",即197.8.43.208 网络掩码的逻辑"非"为0.0.0.15,与网络号码197.8.43.208二进制逻辑"或"的结果为197.8.43.223,即该子网的广播地址.

主机 10101011 00110001 01100101 01011011 171.49.101.91
掩码 11111111 11111111 10000000 00000000 255.255.128.0
二者“与”得到子网 ↓
子网 10101011 00110001 00000000 00000000 171.49.0.0

掩码“非” ↓
掩码 11111111 11111111 10000000 00000000
得到 00000000 00000000 01111111 11111111

掩码“非”的结果与子网“或” ↓
子网 10101011 00110001 00000000 00000000
掩非 00000000 00000000 01111111 11111111
广播 10101011 00110001 01111111 11111111 171.49.127.255