【计算机网络】网络层 : 子网划分 ( 三级 IP 地址 | 子网划分 | 子网掩码 | 子网掩码计算示例 | 子网的分组转发 )★

2023-03-28 17:16:19 浏览数 (2)

文章目录

  • 一、分类 IP 地址缺点
  • 二、子网划分
  • 三、子网掩码
  • 四、子网掩码作用
  • 五、子网掩码 示例1
  • 六、子网掩码 示例2
  • 七、子网掩码 示例3
  • 八、子网 的 分组转发

一、分类 IP 地址缺点

IP 地址分类 :

A

类 : 网络号占

1

字节 , 第一位是

0

;

B

类 : 网络号占

2

字节 , 前两位是

10

;

C

类 : 网络号占

3

字节 , 前三位是

110

;

D

类 : 网络号占

4

字节 , 前四位是

1110

, 该类地址是多播地址 ;

E

类 : 前四位是

1111

, 暂时没有启用 , 保留 ;

分类 IP 地址缺点 :

① IP 地址的空间利用率很低 ;

② 两级 IP 地址灵活性差 ;

二、子网划分

子网划分 :

① 二级 IP 地址 : 网络号 主机号 ;

② 三级 IP 地址 : 子网划分中 , 在主机号中 , 拿出一部分地址 , 作为子网号 , 那么子网划分 IP 地址组成是 : 网络号 子网号 主机号 ; 其中 子网号 主机号 , 相当于 二级 IP 地址中的主机号 ;

三级 IP 地址 :

① 子网划分对外透明 : 划分子网后, 对外仍然表现为一个网络 , 外部是不知道内部子网划分的详细信息的 ;

② 主机号位数 : 主机号 至少要留下 两位 , 因为如果留下 一位 , 只能取值

0

或

1

, 这两位都是不可使用的 , 一个代表网络, 一个代表广播地址 ;

③ 子网号 : 是否能够设置成全

0

, 或者 全

1

, 看前提情况 ;

④ 主机号 : 不能设置成 全

0

, 全

1

;

三、子网掩码

两级 IP 地址 : 网络号 主机号 ; 如 :

145.13.3.10

; 其中

145.3

是网络号 ,

3.10

是主机号 ;

子网掩码 : 网络号对应位数全部设置成

1

, 主机号对应的位数 , 全部设置成

0

; 上述 两级 IP 地址对应的子网掩码是

11111111 quad 11111111 quad 00000000 quad 00000000

, 写成点分十进制就是

255.255.0.0

;

三级 IP 地址 : 网络号 子网号 主机号 ; 如

145.13.3.10

; 其中

145.3

是网络号 ,

3

是子网号 ,

10

是主机号 ;

子网掩码 : 网络号 和 子网号 对应位数全部设置成

1

, 主机号对应的位数 , 全部设置成

0

; 上述 两级 IP 地址对应的子网掩码是

11111111 quad 11111111 quad 11111111 quad 00000000

, 写成点分十进制就是

255.255.255.0

;

四、子网掩码作用

子网掩码作用 : 计算 目的地址 的网络地址 ;

拿到一个 目的地址 , 将目的地址 与 子网掩码 进行与运算 , 就可以得到子网网络地址 ;

常用的二进制数据 :

  • 二进制
1000 quad 0000

对应十进制

128
  • 二进制
1100 quad 0000

对应十进制

192
  • 二进制
1110 quad 0000

对应十进制

224
  • 二进制
1111 quad 0000

对应十进制

240
  • 二进制
1111 quad 1000

对应十进制

248
  • 二进制
1111 quad 1100

对应十进制

252
  • 二进制
1111 quad 1110

对应十进制

254
  • 二进制
1111 quad 1111

对应十进制

255

五、子网掩码 示例1

IP 地址

141.14.72.24

, 子网掩码是

255.255.192.0

, 求对应的网络地址 ?

① 子网掩码 前两位 是

255

,

141.14

与

255.255

与运算结果是

141.14

;

② 子网掩码最后一位是

0

, 因此

24

与

0

相与后 , 结果是

0

;

③ 只需要计算第三位

72

与

192

相与的结果 :

(0100 quad 1000 ) quad & quad (1100 quad 0000) = 0100 quad 0000

转为十进制后为

64

;

网络地址为 :

141.14.64.0

;

六、子网掩码 示例2

IP 地址

141.14.72.24

, 子网掩码是

255.255.224.0

, 求对应的网络地址 ?

① 子网掩码 前两位 是

255

,

141.14

与

255.255

与运算结果是

141.14

;

② 子网掩码最后一位是

0

, 因此

24

与

0

相与后 , 结果是

0

;

③ 只需要计算第三位

72

与

224

相与的结果 :

(0100 quad 1000 ) quad & quad (1110 quad 0000) = 0100 quad 0000

转为十进制后为

64

;

网络地址为 :

141.14.64.0

;

255.255.224.0

子网掩码 与

255.255.192.0

子网掩码对比 :

255.255.192.0

子网掩码中 ,

192

对应的二进制数为

1100 quad 0000

, 其中有

6

位是主机号 , 加上剩余的最后

1

字节 , 主机号共有

14

位 ;

255.255.224.0

子网掩码中 ,

224

对应的二进制数为

1110 quad 0000

, 其中有

5

位是主机号 , 加上剩余的最后

1

字节 , 主机号共有

13

位 ;

七、子网掩码 示例3

主机 IP 地址是

180.80.77.55

, 其子网掩码是

255.255.252.0

, 写出该主机所在的子网的广播地址 ;

广播地址 , 网络号正常 , 主机号都是

1

;

先求出其网络号 , 然后设置全

1

的主机号 ;

主机地址

180.80.77.55

与 子网掩码

255.255.252.0

进行与运算 , 就可以得到其子网号 ;

77 & 252 = 0100 1101 & 1111 1100 =0100 1100

将

0100 1100

转为十进制是

76

;

网络号是 :

180.80.76.0

广播地址 : 将主机号都设置为

1

, 即可得到 广播地址是 :

180.80.79.255

八、子网 的 分组转发

路由表 : 每个路由器中都有一个路由表 , 如果划分了子网 , 那么每个路由表都包含以下内容 :

① 目的网络地址 ;

② 目的网络 子网掩码 ;

③ 下一跳地址 : 下一跳的路由器地址 , 接口 ;

路由器 转发分组 算法 :

① 提取 IP 地址 : 从 IP 分组中 , 提取 目的 IP 地址 ;

② 查看是否可以直接交付 : 直接交付就是直接将分组交给连接该路由器的主机 ; 间接交付 是 路由器是子网的子网 , 需要经过多个路由器才能交付 ;

③ 特定主机路由 : 路由表中 , 定了该目的 IP 地址的路由路径 , 直接按照该路径交付分组 ;

④ 检测路由表中有无路径 : 路由器所连接的所有的子网 , 使用 目的 IP 地址 与 子网掩码 与运算 , 检查该 目的 IP 地址属于哪个子网 ;

⑤ 默认路由 :

0.0.0.0

, 前面的步骤都没有找到目的主机 , 此时就交给默认路由 , 默认路由就会发给另外的路由器, 继续循环执行上面步骤 , 如果分组在生存时间内没有交付 , 就会报告出错 ;

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