第2章-IP基础地址规划及VLSM

1、IP子网划分ISSUE 1.0日期：杭州华三通信技术有限公司 版权所有，未经授权不得使用与传播n IP基础基础n 子网划分的需求子网划分的需求n IP子网划分基础知识子网划分基础知识n IP子网划分相关计算子网划分相关计算n VLSM和和CIDR目录IP网络的结构lIP网络由多个网段构成，每个网段对应一个链路l路由器负责将网段连接起来，适配链路层协议，在网络之间转发数据包NetworkANetworkBNetworkDNetworkCIP头格式01234567890123456789012345678901VersionIHLType of ServiceTotal LengthIdentif

2、ication FlagsFragment OffsetProtocol Header ChecksumTime to LiveSource AddressDestination AddressOptionsPadding20字节IP 地址格式和表示方法例如网络号网络号主机号主机号192.168.5.12311000000.10101000.00000101.011110118位8位8位8位二进制32位网络号和主机号l网络号用于区分不同的IP网络l主机号用于标识该网络内的一个IP节点 192.168.2.1192.168.2.10192.168. 2.1210.1.1.110.250.8.11

3、10.180.30.118E0/1192.168.2.210.6.24.2E0/0网络网络接口接口192.168.2.0 10.0.0.0E0/0E0/IP地址分类 01 01 1 01 1 1 01 1 1 1 0Network(7bit)Network(14bit)Network(21bit)组播地址保留Host(24bit)Host(16bit)Host(8bit)A类地址B类地址C类地址D类地址E类地址(组播)(保留)特殊的IP地址 网络号网络号主机号主机号地址类型和用途地址类型和用途Any全全0网络地址，代表特定网段网络地址，代表特定网段Any全全1网段广播地址，网段广播地址，代表特

4、定网段的所有节点代表特定网段的所有节点127Any环回地址，常用于环回地址，常用于环回测试环回测试全全0代表所有网络，代表所有网络，常用于指定默认路由常用于指定默认路由全全1全网广播地址，全网广播地址，代表所有节点代表所有节点ARP广播广播ARP请求请求IP=1.1.1.3, MAC=?IP=1.1.1.1MAC=00E0.FC01.1111HostAHostBHostCIP=1.1.1.2MAC=00E0.FC02.2222IP=1.1.1.3MAC=00E0.FC03.3333单播单播ARP响应响应IP=1.1.1.3, MAC=00E0.FC03.3333IP=1.1.1.1MAC=00

5、E0.FC01.1111HostAHostBIP=1.1.1.2MAC=00E0.FC02.2222HostCIP=1.1.1.3MAC=00E0.FCRARP广播广播RARP请求请求MAC=00E0.FC01.1111无无IP地址地址无盘工作站无盘工作站HostBRARP Server单播单播RARP响应响应MAC=00E0.FC01.1111, IP=1.1.1.1MAC=00E0.FC01.1111IP=1.1.1.1HostBMAC=00E0.FC01.1111, IP=?RARP Server无盘工作站无盘工作站主机单播IP包发送上层协议要求发送数据包目的是否直连解析网关硬件地址解析

6、目的主机硬件地址封装成帧并由相应接口发出YNl若目的地址所处网络号与本机所处网络号相同，则目的处于直连网段路由器单播IP包转发目的是否本机数据包入站目的是否直连解析下一跳路由器硬件地址解析目的主机硬件地址封装成帧并由相应出接口发出提交本机上层协议处理YNYNl若目的地址所处网络号与本机任一接口的网络号相同，则目的处于相应接口直连网段l路由器通过查找路由信息判断下一跳路由器地址主机接收IP包l如果如果IPIP包的目的地址符合下列情况之一，则主机接收此包包的目的地址符合下列情况之一，则主机接收此包目的IP地址等于自己的IP地址目的IP地址是一个广播地址目的IP地址是一个组播地址，而本机的某个服务属

7、于此组播组l否则主机的网络层丢弃此否则主机的网络层丢弃此IPIP包包网络接口层提交接收的数据包目的是否本机丢弃解封装并提交给相应的协议处理YNn IP基础基础n 子网划分的需求子网划分的需求n IP子网划分基础知识子网划分基础知识n IP子网划分相关计算子网划分相关计算n VLSM和和CIDR目录n 根据根据IP地址的地址的类别（类别（Class）进行进行IP地址分配的方法地址分配的方法表现出越来越多的弊端表现出越来越多的弊端n 为了解决分类为了解决分类IP地址划分带来的地址浪费，就需要使地址划分带来的地址浪费，就需要使用用子网子网划分（划分（Subnetting）的方法）的方法n VLSM和

8、和CIDR可以进一步提高地址利用效率，缓解可以进一步提高地址利用效率，缓解地址数量不足的问题地址数量不足的问题引入早期的二级网络结构网络A网络B机构A机构BI大型机构的接入需求网络A网络B网络C机构A机构BI分类IP地址的低效性lIP地址资源浪费严重lIP网络数量不敷使用l业务扩展缺乏灵活性l无法应对Internet的爆炸式增长n IP基础基础n 子网划分的需求子网划分的需求n IP子网划分基础知识子网划分基础知识n IP子网划分相关计算子网划分相关计算n VLSM和和CIDR目录子网划分方法l子网划分前的两级子网划分前的两级IP地址地址网络号主机号l子网划分后的三级子网划分后的三级IP地址地

9、址网络号 主机号子网号IP地址与子网掩码网络号 主机号子网号11111111111111111 0000000011111111网络号子网号主机号IP地址地址子网掩码子网掩码默认掩码lA类地址默认掩码为255.0.0.0lB类地址默认掩码为255.255.0.0lC类地址默认掩码为示例：计算子网地址1000011010010000000000010000000111111111111111111111111100000000134.144.1.1AND255.255.255.010000110100100000000000100000000134.144.1.0l子网掩码与子网掩码与IPIP地

10、址进行逐位地址进行逐位逻辑与逻辑与运算获运算获得网络地址得网络地址10000110100100000000000111111111134.144.1.255IP地址子网掩码子网地址广播地址n IP基础基础n 子网划分的需求子网划分的需求n IP子网划分基础知识子网划分基础知识n IP子网划分相关计算子网划分相关计算n VLSM和和CIDR目录计算子网内可用主机地址数l假设子网的主机号位数为N，则可用地址数为2N-2个l主机号全1为广播地址，主机号全0为网络地址1.1 1.11.1网络号主机号子网号N位示例：计算子网内可用地址数110000001010100000000011110 000011

11、92.168.3.19200010000111110111110l子网地址为192.168.3.192，子网掩码为255.255.255.224，计算该子网内的可用主机地址数量掩码位数等于27N32275可用的主机地址数等于25-2=根据主机地址数划分子网l假设每个子网需要划分Y个IP地址，并且满足2N Y+2 2N-1，则主机号位数为N，子网掩码位数为32-N1.1 1.11.1网络号主机号子网号N位示例：根据主机地址数划分子网1010100011000011000000 00000000001111111111111111111111 000000000000000100001011111

12、1子网掩码由2N700+22N-1得出主机号位数N=10子网掩码位数为32-10=22，子网掩码为255.255.252.0划分出子网：168.195.0.0、168.195.4.0、168.195.8.0、168.195.12.0168.195.252.0l将B类网络168.195.0.0划分成若干子网，要求每个子网内可配备主机700台根据子网掩码计算子网数1.1 0.01.1默认子网掩码主机号子网号M位l假设子网号位数为M，则子网数为2M个根据子网数划分子网l假设需要划分X个子网，每个子网包括尽可能多的主机，并且满足2MX2M-1 ，则子网号位数为M1.1 1.11.1网络号主机号子网号M

13、位示例：根据子网数划分子网101010001100001100000 00000000000111111111111111111111 00000000000000010001011111子网掩码由2M27 2M-1计算出子网号位数M=5该子网掩码位数为16+5=21，子网掩码为255.255.248.0根据子网掩码划分出子网l将B类网络168.195.0.0划分为27个子网，每个子网包括尽可能多的主机n IP基础基础n 子网划分的需求子网划分的需求n IP子网划分基础知识子网划分基础知识n IP子网划分相关计算子网划分相关计算n VLSM和和CIDR目录VLSMl子网划分的局限性子网划分的局

14、限性无法实现把网络划分为不同大小的子网常常会浪费许多主机地址lVLSMVLSM（V Variable ariable L Length ength S Subnet ubnet MMask, ask, 可变长子可变长子网掩码）网掩码）允许使用多个子网掩码划分子网使组织的IP地址空间得到更有效的利用CIDRlInternetInternet面临的问题面临的问题随着Internet的成长，路由表迅速扩大IPv4地址将很快耗尽lCIDRCIDR（Classless Inter-Domain RoutingClassless Inter-Domain Routing，无类域间路，无类域间路由由) )消除了自然分类地址和子网划分的界限将