IP 子网划分详解-Toy模板网

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1 概述

原因：由于在五类的IP地址中，网络号与主机号的的位数并不一致，就造成了要么是网络号太多，要么是主机号太多。为了解决这些问题，就需要划分子网

1.1 划分原则

① 借位。从 IP 地址中表示主机号的最高位开始“借位”变为新的子网位，所剩余的部分则仍为主机位。
② 确定子网掩码。在子网掩码中将表示网络号的所有位设为 1，表示主机号的所有位设为 0。
③ 熟记2的幂及默认子网掩码。常用 $2^5 = 32，2^{10} = 1024$ ；A 类网络的默认子网掩码是：255.0.0.0，B 类网络的默认子网掩码是：255.255.0.0，C 类网络的默认子网掩码是：255.255.255.0。（A类：/8，B类：/16，C类：/24）
④ 确定子网网络号（或主机号）。将所选择的子网掩码和IP地址按位进行逻辑“与”运算，得到IP地址的网络地址，剩下的部分就是主机地址，从而区分出任意IP地址中的网络地址和主机地址。（与运算：有 0 为 0 ，全 1 为 1）
⑤ 确定每个子网能容纳的有效主机数。 $2^n - 2$ （n：主机位，排除 2 个特殊的：主机号全 0 表示网络号，主机号全 1 表示广播地址）

1.2 子网掩码

IP 子网划分详解

组成：子网掩码和 IP 地址一样，是一个 32 位的 2 进制数。
作用：将 IP 地址划分成 网络地址 和 主机地址 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
原理：将 子网掩码 和 IP地址 按位进行 逻辑"与" 运算，得到IP地址的 网络号，余下部分就是 主机号（与：有 1 为 1，全 0 为 0）
两种表示形式
- 点分十进制：255.255.0.0
- CIDR网络前缀：ip地址/子网掩码，如：138.96.0.0/16
- 说明：255 = 1111 1111（255.255 就是 16 个连续的 1），CIDR：Classless Inter-Domain Routing，无类别域间路由

2 IP 子网划分示例

以 C 类网络子网划分示例
- ① 等分为两个子网。将 192.168.0.0/24 这个网络等分成 2 个子网，并写出每个子网的地址信息？（分析：该网络的子网掩码为 /24，要划分为 2 个子网，要借用主机位 1 位作为子网位。因为二进制数 0 和 1 按一位排列组合，所有如下图：0 是 A 子网，1 是 B 子网）
- 最终结果
  - A 子网的网络地址：192.168.0.0/25，可用地址：192.168.0.1 ~ 192.168.0.126，广播地址：192.168.0.127
  - B 子网的网络地址：192.168.0.128/25，可用地址：192.168.0.129 ~ 192.168.0.254，广播地址：192.168.0.255

② 等分为 4 个子网。同样将 192.168.0.0/24 这个网络等分成 4 个子网。
分析：要想分成 4 个子网，需要将子网掩码向右移动两位，对于二进制数 0 和 1 有以下四种，00 是 A子网，01 是 B子网，10 是 C 子网，11 是 D子网，其他操作同上）。划分其它子网，以此类推。

3 网工软考真题

3.1 判断网络号和主机号

【2022下半年 - 上午 - 51】在 IPv4 地址 192.168.1.0/24 中，表示主机的二进制位数是( )位
A.8
B.16
C.24
D.32

参考答案：A
/24：表示网络号有 24 位，则主机号有：32 - 24 = 8 位

3.2 计算可容纳的主机数

【2022下半年 - 上午 - 52,53,54】某公司部门1到部门4的主机数量需求分别是4，10、12、15，网工小李要对这4个部门的IP地址进行规划。以下选项中，(52)可作为网络号使用，其对应的子网掩码是(53)，该网络号和子网掩码可用于(54)的地址部署。
(53) A.192.168.28.10
　　B.192.168.28.20
　　C.192.168.28.30
　　D.192.168.28.40
(54) A.255.255.255.192
　　B.255.255.255.224
　　C.255.255.255.240
　　D.255.255.255.248
(55) A.部门1
　　B.部门2
　　C.部门3
　　D.部门4

参考答案：52-D，53-D，54-A
可容纳有效主机位数 = $2^n - 2$ （排除 2 个特殊情况，主机位全0=网络号，全1=广播地址）
将IP地址转换为二进制：
192.168.28.10=192.168.00011100.00001010 若为网络号，容纳 2^1-2=0 个主机，不满足
192.168.28.20=192.168.00011100.00010100 若为网络号，容纳 2^2-2=2 个主机，不满足
192.168.27.30=192.168.00011011.00011110 若为网络号，容纳 2^1-2=0 个主机，不满足
192.168.27.40=192.168.00011011.00101000 若为网络号，容纳 2^3-2=6 个主机，部门1可用
子网掩码：11111111.1111111.11111111.11111000 = 255.255.255.248

【2022下半年 - 下午 - 1.1】该企业办公网络采用172.16.1.0/24地址段，部门终端数量如表1-1所示，请将网络地址规划补充完整。

部门	终端数量	IP地址范围	子网掩码
行政部	28	172.16.1.1~172.16.1.30	(1)
市场部	42	(2)	255.255.255.192
财务部	20	(3)	255.255.255.224
业务部	120	172.16.1.129~172.16.1.254	(4)

参考答案：
(1) 255.255.255.224
(2) 172.16.1.65 ~ 172.16.1.126
(3) 172.16.1.33 ~ 172.16.1.62
(4) 255.255.255.128
解析：
① 按主机需求量排序，先满足需求多的，再满足需求少的
② 1 个 /24 可以划分为 2 个 /25，1 个 /25 可以划分为 2 个 /26，以此类推
分析：
120 需要 $2^7 = 128$ ，7 个主机位 => /25 = 255.255.255.128
42 需要 $2^6 = 64$ ，6 个主机位 => /26 = 255.255.255.192
28 和 20 需要 $2^6 = 32$ ，5 个主机位 => /27 = 255.255.255.224

IP 子网划分详解

3.3 子网划分

【2019下半年 - 54,55】有4个网络地址：192.168.224.1、192.168.223.255、192.68.232.25和192.168.216.5.如果子网掩码为255.255.240.0，则这4个地址分别属于（54）个子网。下面列出的地址对中，属于同一个子网的是（55）。
（1）A.1
　　 B.2
　　 C.3
　　 D.4
（2）A.192.168.224.1 和 192.168.223.255
　　 B.192.168.223.255 和 192.68.232.25
　　 C.192.68.232.25 和 192.168.216.5
　　 D.192.168.223.255 和 192.168.216.5

参考答案：54=B，55=D
224是1110｜0000，223是1101｜1111，232是1110｜1000，216是1101｜1000，所以224和232一组，223和216一组

【2019上半年 - 56】某校园网的地址是202.115.192.0/19，要把该网络分成30个子网，则子网掩码应该是（）。
A.255.255.200.0
B.255.255.224.0
C.255.255.254.0
D.255.255.255.0

参考答案：D
划分成 30 个子网，需要从主机位拿出 5 位进行子网划分，所以划分后的掩码长度是 19 + 5 = 24

【2018上半年 - 54,55】某公司网络的地址是192.168.192.0/20，要把该网络分成32个子网，则对应的子网掩码应该是（54），每个子网可分配的主机地址数是（55）。
(54) A.255.255.252.0
　　B.255.255.254.0
　　C.255.255.255.0
　　D.255.255.255.128
(55) A.62
　　B.126
　　C.254
　　D.510

参考答案：54=D，55=B
192.168.192.0/20划分为32个子网，需要从主机位中拿出5位进行子网划分，划分后每个子网的主机位是12-5=7位，那么子网掩码变成255.255.255.128，每个子网可分配的主机是 $2^7-2=126$ 台文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-450274.html