第三章 地址規划及可變長子網掩碼

3.2 實訓任務

3.2.1 實訓任務一：IP地址規划方法

一、IP地址規划的基本步驟

• 判斷用戶對網路和主機數的需求
• 計算滿足用戶需求的基本網絡地址結構
• 計算地址掩碼
• 計算網絡地址
• 計算網絡廣播地址
• 計算網絡主機地址

二、地址規划的基本方法

步驟一：判斷網路與主機數量的需求

• 根據網絡總體設計中物理拓撲設計是參數，確定以下兩個主要數據
  • 網絡中最多可能使用的子網數量 N_net
  • 網絡中最大網段已有的和可能擴展的主機數量 N_host
    
    
    步驟二：計算基本網絡地址結構參數 ————> 計算網絡號，子網號，主機號
• 選擇子網號（subnet ID）字段的長度值 X，要求 N_net <= 2^X
• 選擇 host ID 字段長度值為 Y，要求 N_host <= 2^Y-2（主機位全0和全1作為特殊用途）
• 根據 X+Y 的值可以確定申請哪一類的 IP 地址
  
  
  步驟三：計算地址掩碼（掩碼二進制中 1：網絡位，0：主機位）
  根據子網掩碼找到准確的子網號位數，網絡號，主機號
  
  
  步驟四：計算網絡地址
  每個子網中最多有 2^Y-2 個主機數，相鄰子網的主機地址增量值 2^Y（注意這里不需要減2）
  
  
  步驟五：計算網絡廣播地址
  根據規律，一個子網的定向廣播地址是陛下一個子網地址號小 1 的地址號
  
  
  步驟六：計算網絡的主機地址（可用 IP 地址）
  按照地址使用的規律，提出網絡地址與廣播地址之外的網絡地址都是主機可以使用的 IP 地址。

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3.2.2 實訓任務二：子網地址規划方法（應用題可能）

一、子網地址規划的基本方法和步驟

1. 創建子網需要執行以下三個步驟

• 確定所需要的 net ID 數（網絡號數）
  • 每個子網需要一個 net ID
  • 每個廣域網連接需要一個 net ID
    
    
• 確定所需要的 host ID 數（主機號數）
  • 每個主機需要一個 host ID
  • 路由器的每個連接需要一個 host ID
    
    
• 基於以上要求，需要創建以下內容
  • 為整個網絡設定一個子網掩碼
  • 為每個物理網段設定一盒不同的 subnet ID
  • 為每個子網確定主機的合法地址空間（可用IP地址）

2. 子網地址規划需要回答以下 5 個基本問題

• 這個被選定的子網掩碼可以產生多少個子網？
• 每個子網內部可以有多少個合法是 subnet ID？
• 這些合法是主機地址是什么？
• 每個子網的廣播地址是什么？
• 每個子網內部合法的** net ID** 是什么？

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二、子網地址規划示例

1. 用戶需求

• 一個校園網獲得一個 B 類 IP 地址（156.26.0.0）要子網划分
• 該校園將近 210 個網絡組成
• 為了便於管理，要求根據目前情況進行子網划分
  解析：
  （1）需要 210 個網絡因此 需要 8 位子網號，由於 B 類網絡故 24 位作為子網掩碼（255.255.255.0）
  （2）由於子網號和主機號不能使用全0或全1，因此校園網只能擁有 254個子網，每個子網只能有 254 台主機
  （3）在確定子網長度時，應權衡子網數與每個子網中主機與路由器數
  這兩個方面的因素，不能簡單的追求子網數量，一定是滿足基本要求，並考慮留有一定的余量。

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3.2.3 實訓任務三：可變長度子網掩碼（VLSM）地址規划

一、可變長子網掩碼地址規划的基本原則

1. 可變長子網掩碼是在標准掩碼上面再划分子網的網絡號碼

• 無類路由選擇網絡 ————> 可以使用 VLSM
• 有類路由選擇網絡 ————> 不可以使用 VLSM

二、可變長度子網掩碼（VLSM）地址規划的案例（很重要）

1. 用戶需求

  某公司申請了一個整個 C 類 202.60.31.0 的 IP 地址，該公司有 100 名員工在銷售部門工作，50 名員工在財務部門工作，50 名員工在設計部門工作。要求網絡管理員為銷售部門、財務部門與設計部門分別組建子網。
分析：要有 3 個子網，故設子網位x：2^x >= 3，故 x = 2。由於是 C 類的 IP 地址，故主機位只剩下 6 位，主機數為 2⁶-2=62；但由於銷售部需要 100 個主機故引入可變長子網掩碼

2. 選擇可變長度子網掩碼（考慮為什么不用子網規划？）

• 針對這種情況，可通過可變長度子網掩碼（VLSM）技術將一個 C 類 IP 地址分為 3 個部分，其中子網1（銷售部100個主機）的地址空間是子網2（財務的50個主機） 和 子網3（設計部50個主機）地址空間的 2 倍
  
  
  注：網絡地址主機位全部置 0；
  解：子網1 計算過程如下：
  主機 IP 地址：11001010.00111100.00011111.00000000（網絡地址：202.60.31.0）
  子網掩碼：11111111.11111111.11111111.10000000（網絡地址：255.255.255.128）————> 向主機位借位作為子網位，注意有0、1兩種狀態，先用 0 ，后用 1，必須按順序使用
  將主機地址與子網掩碼進行與運算得到子網1 的地址：11001010.00111100.00011111.00000000（網絡地址：202.60.31.0）
  
  
  子網2 的地址空間的計算過程：
  主機 IP 地址：11001010.00111100.00011111.10000000（網絡地址：202.60.128.0）
  子網掩碼：11111111.11111111.11111111.11000000（網絡地址：255.255.255.192）
  主機地址與子網掩碼進行與運算：11001010.00111100.00011111.10000000（網絡地址：202.60.128.0）
  
  
  子網三的 網絡地址：202.30.192.0