第五章 子网掩码

tonwei139

目录
要点... 1
子网掩码... 1
可变长度子网掩码（VLSM）... 1
汇总... 4
IP寻址排错... 5
OSI第三层网络层... 7

要点
为某个网络设计并应用包含VLSM IP寻址设计的地址方案
为满足在LAN/WAN环境中的寻址需求，利用VLSM和汇总确定相应的无类地址方案
鉴别并纠正与IP寻址和主机配置相关的常见问题
子网掩码
可变长度子网掩码（VLSM）
使用不同长度的子网掩码来了解一个网络或创建多个网络。被称为VLSM网络
无论是RIPv1还是IGRP路由选择协议，都没有为子网信息设置字段，因而子网的信息都被丢弃。这就意味着，如果一个运行RIP的路由器设置了某个数值的子网掩码，它会假定在这个有类地址区域内的所有端口都使用相同的子网掩码。这就是所谓的有类路由，RIP和IGRP都被称为有类路由协议。如果运行RIP（路由信息协议）或IGRP（内部网关路由协议）的网络中混合使用不同长度的子网掩码，这个网络将无法正常工作！
无类路由协议支持子网信息的通告。可以使用诸如RIPv2、EIGRP（增强内部网关路由协议）或OSPF（开放式最短路径优先）等路由选择协议来使用VLSM。这类网络的好处是，使用它可以节省大量的IP地址空间。
VLSM设计
汇总，也称为超网，通过将多条需要单独通告的路由信息组合在一个通告中，它可以为路由更新提供更为有效的方式。这样就节省了大量的带宽并缩减了路由器的处理时间。同以往一样，可以使用地址块（记住，块的大小用于所有类型的网络）来配置你的汇总路由，注意网络性能的改变！
实现VLSM网络

块尺寸

前缀	掩码	子网数	主机数	块尺寸
/25	128	2	126	128
/26	192	4	62	64
/27	224	8	30	32
/28	240	16	14	16
/29	248	32	6	8
/30	252	64	2	4

交长子网掩码工作单

0	D.192.168.10.8/29 A．192.16.10.16/28 B．192.168.10.32/27 C.192.168.10.64/27	100	E.192.168.10.100/30 F.192.168.10.104/30 G.192.168.10.108/30 H.192.168.10.112/30	200
4		104		204
8		108		208
12		112		212
16		116		216
20		120		220
24		124		224
28		128		228
32		132		232
36		136		236
40		140		240
44		144		244
48		148		248
52		152		252
56		156
60		160
64		164
68		168
72		172
76		176
80		180
84		184
88		188
92		192
96		196

C类网络 192.16.10.0

Network	Hosts	Block	Subnet	Mask
A	14	16	/28	240
B	30	32	/27	224
C	30	32	/27	224
D	6	8	/29	248
E	2	4	/30	252
F	2	4	/30	252
G	2	4	/30	252
H	2	4	/30	252

0	B.192.16.10.0/28 C.192.168.10.16/28 A.192.168.10.32/27 H.192.168.10.64/26	100	J.192.168.10.128/26 I.192.168.10.192/28	200	G.192.168.10.208/28 K.192.168.10.224/28 D.192.168.10.244/30 E.192.168.10.248/30 F.192.168.10.252/30
4		104		204
8		108		208
12		112		212
16		116		216
20		120		220
24		124		224
28		128		228
32		132		232
36		136		236
40		140		240
44		144		244
48		148		248
52		152		252
56		156
60		160
64		164
68		168
72		172
76		176
80		180
84		184
88		188
92		192
96		196

C类网络 192.16.10.0

Network	Hosts	Block	Subnet	Mask
A	30	32	32	224
B	14 10	16	0	240
C	14 12	16	16	240
D	2	4	244	252
E	2	4	248	252
F	2	4	252	252
G	14 12	16	208	240
H	62 60	64	64	192
I	14	16	192	240
J	62 60	64	128	192
K	14 8	16	224	240

    4 serial 1  5 serial 2
↑↑
router ↔ router↔router
↓        ↓    ↓
1 60 host2 30 host 3 12 host

0	1．192.168.10.0/26 2．192.168.10.64/27 3．192.168.10.96//28	100	4．192.168.10.112/30 192.168.10.116/30	200
4		104		204
8		108		208
12		112		212
16		116		216
20		120		220
24		124		224
28		128		228
32		132		232
36		136		236
40		140		240
44		144		244
48		148		248
52		152		252
56		156
60		160
64		164
68		168
72		172
76		176
80		180
84		184
88		188
92		192
96		196

汇总
汇总也称为路由聚集，它允许路由选择协议将多个网络用一个地址来进行通告。
网络192.168.16.0到192.168.31.0
块尺寸=16 掩码是255.255.240.0
网络172.16.32.0到172.16.50.0
答案1块尺寸16 172.16.32.0 掩码是255.255.240.0只汇总了32到47的网络，网络48到50还将以单一的网络进行通告。
答案2块尺寸32 172.16.32.0 掩码是255.255.224.0汇总了32到63的网络，我们只有网络32到50，如果日后将网络51到63的地址加入目前的网络中，就没有问题，但如果51到63已经被使用了，而且又从别的地方通告到网络中，互联网络中就会出现严重问题。
汇总地址是192.168.144.0/20，主机范围多少？
/20=255.255.240.0  block=16
192.168.144.1~192.168.159.254的数据包
Router1 ↔ router2 192.168.144.0/20
R1汇总到R2，R2根据这一汇总会将哪些IP地址转发的R1上？
/20=255.255.240.0 block=16
192.168.144.1~192.168.159.255（当然，这其中广播地址也是要被转发的。）

172.1.4.128/25
172.1.7.0/24
172.1.6.0/24
172.1.5.0/24
172.1.4.0/24
4,5,6,7组成了一个大小为4的块。掩码是255.255.252.0，汇总到172.1.4.0
汇总的主要内容是块尺寸，而找出并应用汇总地址和掩码就简单多了。

IP寻址排错
Cisco排错步骤
CMD：
1.ping 127.0.0.1 这是一个诊断或环回地址，如果你得到一个成功的ping返回，则可以认定你的IP栈是被初始化的。如果失败，那么IP栈失败，需重新安装TCP/IP。
2.ping 本地主机IP地址。成功，网络接口卡（NIC）功能正常。失败，表明NIC存在问题。这一步并不能说明网线已经连接到NIC上，它只能说明主机上的IP地址栈可以（通过LAN驱动器）与这个NIC进行通信。
3.ping默认网关（路由器）。正常，表明NIC已经连接到网络并且可以与本地网络进行通信。失败，表明存在一个本地物理网络问题，这个问题可能出现在NIC到路由器之间的任何一个位置上。
4.1~3成功的话，ping下远端服务器。正常，表明可以在本地主机与远端服务器之间进行IP通信。同时，也可以确信远端物理网络也是正常的。
如果1~4全都正常，而此用户仍不能与该服务器通信，那么可能面对着某些名字解析的问题，检查DNS。但是，如果ping远端服务器失败，那么面对的将是某些远程物理网络的问题，这时，需要赶到服务器的那边，进行1~3的步骤，找到症结。
一些基本的DOS命令，可以从PC机和Cisco路由器（这些命令可能完成的是同一件事，但是它们在不同的执行方式）上进行网络故障的排错。
Packet Internet Groper(ping)使用ICMP的回应请求和答复来测试网络节点的IP栈是否初始化及是否存活。
Traceroute 通过使用TTL的超时机制和ICMP的出错信息的通报机制，显示通往目标网络路径上的路由器列表。这个命令将不能在DOS提示符下使用。
Tracert 同traceroute一样的命令，是微软Windows命令，不能在Cisco路由器上运行。
Arp-a 在Windows PC机上显示IP到MAC地址的映射。
Show ip arp与arp-a一样的命令，显示的是在Cisco路由器上的ARP表。与traceroute和tracert命令一样，不能在DOS和Cisco上互换使用。
Ipconfig /all只可用于DOS提示符下，用于显示PC机上的网路配置。
判断IP地址问题
一是找出掩码，计算出块尺寸
二是子网地址、广播地址和合法的主机地址
#1 /27=255.255.255.224  block=256-224=32
192.168.1.33 subnet is 32 broad is 63 33~62
192.168.1.66 and 192.168.1.65 subnet is 64 broad is 95 65~94
192.168.1.97 and 192.168.1.100 subnet is 96 broad is 127 97~126
#2 /29=255.255.255.248 block=256-248=8
192.168.1.25 subnet is 24 broad is 31 25~30 192.168.1.30
192.168.1.86 subnet is 80 broad is 87 81~86 192.168.1.87 is broad 192.168.1.81
192.168.1.41 and 192.168.1.46 subnet is 40 broad is 47 41~46

查看LAN上的主机配置，并从中找出它们所属的网络、掩码和默认网关。
#3 192.168.20.24/29
/29=255.255.255.248 block=256-248=8 subnet is 24 broad is 31 25~30
Server ip:192.168.20.30
Mask:255.255.255.248
Default gateway:192.168.20.25(router ip)
#4 192.168.10.33/27
/27=255.255.255.224 block=256-224=32 subnet is 32 broad is 63 33~62
主机的IP：192.168.10.34~62（可以是这个范围中的任何一个地址，其中33排除在外，因为它已经被指定给路由器了）
掩码：255.255.255.224
网关：192.168.10.33
#5 192.168.10.65/26
/26=255.255.255.192 block=256-192=64 broad is 127 66~126
Host ip:192.168.10.66~126
Mask:255.255.255.192
Gateway:192.168.10.65
192.168.10.33/28
/28=255.255.255.240 block=256-240=16 broad is 47 34~46
Host ip:192.168.10.34~46
Mask:255.255.255.240
Gateway:192.168.10.33
#6.172.16.17.0/22
/22=255.255.252.0 block=256-252=4
Subnet is 16 16.1~19.254 ip 172.16.18.255
#7block=32 255.255.255.224
子网=2^3=8  

0	192.168.10.0/27 192.168.10.32/28 192.168.10.48/28 192.168.10.64/28	100		200
4		104		204
8		108		208
12		112		212
16		116		216
20		120		220
24		124		224
28		128		228
32		132		232
36		136		236
40		140		240
44		144		244
48		148		248
52		152		252
56		156
60		160
64		164
68		168
72		172
76		176
80		180
84		184
88		188
92		192
96		196

小结
牢记在头脑中进行子网划分的步骤。理解IP是如何寻址的，以及子网划分是如何工作的。首先通过使用“256-子网掩码值”来确定块尺寸。然后，计数子网并确定每个子网的广播地址，它永远是下一个子网之前的数值。合法主机数是子网地址和广播地址之间的数值。
理解不同的块尺寸。合法的块尺寸一直都是4、8、16、32、64、128……使用“256-子网掩码值”来确定块尺寸。
4个诊断步骤。Cisco：ping 127.0.0.1 ping NIC ping default gateway ping remote server
能够发现并修复IP寻址故障。能够通过画出网络草图来推断IP寻址的问题，在网络中找出合法与不合法的主机地址。
了解从主机以及Cisco路由器上使用的排错工具。
Ping 127.0.0.1是测试本地的IP栈配置。
Tracert是一个windows中的dos命令，用于跟踪数据包在通过互联网络到达目标时所采用的路径。Cisco路由器使用traceroute命令，只用于较短的路径跟踪。不要混淆windows和cisco的命令。虽然它们可以产生相同的输出，但它们并不工作在同一个提示符下。
Ipconfig /all将从dos提示符显示PC机的网络配置，而arp-a（也是工作在dos提示符）将在运行windows的PC机上显示IP到MAC地址的映射。

OSI第三层 网络层
IP寻址
按照网络位和主机位划分

	8位	8位	8位	8位
A类	网络	主机	主机	主机
B类	网络	网络	主机	主机
C类	网络	网络	网络	主机
D类	组播
E类	研究

IP术语
位 一位就是一个数字，要么是1，要么0。
字节 一个字节可以有7位或8位，取决于是否使用了检验位。一直将一个字节假定为8位。
八位位组 就是8位，一个最基本的8位二进制数，术语字节和八位位组是完全可以互换的。
网络地址 将数据包发送到远程网络的路由中使用的名称，例如，10.0.0.0、172.16.0.0和192.168.10.0
广播地址 被应用程序和主机用来将信息发送给网络上所有结点的地址，我们称为广播地址。例如，255.255.255.255用于指向所有网络，所有结点；172.16.255.255，指向网络172.16.0.0上的所有子网和主机；而10.255.255.255，指向网络10.0.0.0上的所有子网和主机。
分层的IP寻址方案
一个IP地址包含有32位信息。这些位通常被分割为4个部分，被称为八位位组或字节，每一部分包含一个字节（8位）。可以用3种方式来描述IP地址:
l  点分十进制，如172.16.30.56
l  二进制，如10101100.00010000.00011110.00111000
l  十六进制，如AC.10.1E.38
分层化寻址优点在于可以处理数量巨大的地址空间，几乎是43亿（32位的地址空间，每一位上可以使用0或1这两种取值，它可以带给你2^32或4294967296种不同的地址表示空间）
网络地址
网络地址（也可以称为网络号）唯一指定了每个网络。同一网络中的每台计算机都共享相同的IP地址，并用它作为自己IP地址的一部分。例如，在IP地址172.16.30.56中，172.16就是这个网络的地址。
结点地址是在一个网络中用来标识每台计算机，它是一个唯一的标识符。这个地址结点部分必须唯一，因为相对于网络（可以把它理解为一个组）而言它是用来独立标识指定计算机。这个结点部分的编号也称为主机地址。在IP地址为172.16.30.56的这个例子中国，30.56就是这个主机的地址。

	8位	8位	8位	8位
A类	网络	主机	主机	主机
B类	网络	网络	主机	主机
C类	网络	网络	网络	主机
D类	组播
E类	研究

网络地址范围：A类
格式：网络.结点.结点.结点
全“0”的地址是默认路由，地址“127”用于诊断的，实际可用的网络地址是“2^7-2=128-2=126”
地址中全“0”或全“1”的地址是被保留的，所以实际可用结点地址是“2^24-2=16777214”
00000000=0
011111111=127
0和127在A类地址是不合法的，因有保留地址。
A类中有效的主机ID
l  将所有的主机位都置为off，网络地址10.0.0.0
l  将所有的主机位都置为on，广播地址10.255.255.255
合法的主机号在10.0.0.1到10.255.255.254之间的地址
注意，中间的那些0和255也都是合法的主机ID，需要注意的是主机位的值是不可以同时被全部置为off或全部置为on的。
网络地址范围：B类
格式：网络.网络.结点.结点
实际可用的网络地址是2^(16-2)=2^14=16384
地址中全“0”或全“1”的地址是被保留的,实际可用结点地址2^16-2=65534
B类中有效的主机ID
l  将所有的主机位都置为off，网络地址172.16.0.0
l  将所有的主机位都置为on，广播地址172.16.255.255
合法的主机号在172.16.0.1到172.16.255.254之间的地址
10000000=128
101111111=191
网络地址范围：C类
格式：网络.网络.网络.结点
实际可用的网络地址是2^(24-3)=2^21=2097152
地址中全“0”或全“1”的地址是被保留的,实际可用结点地址2^8-2=256-2=254
C类中有效的主机ID
l  将所有的主机位都置为off，网络地址192.168.100.0
l  将所有的主机位都置为on，广播地址192.168.100.255
l  合法的主机号在192.168.100.0到192.168.100.254之间的地址
11000000=192
110111111=223
网络地址范围：D类和E类
224~255
D类是用于组播的地址（224到239）
E类用于科学实验（240到255）
网络地址：用于特殊目的

保留的IP地址
网络地址全部为0的地址	意指“这个网络或分段”
网络地址全部为1的地址	意指“全部网络”
网络127.0.0.1	被保留用于环回测试。指向本地结点，并且允许该站点发送测试数据包给自己而不产生网络流量。
结点地址全部为0的地址	意指“网络地址”或指定网络中的任一主机
结点地址全部为1的地址	意指指定网络上的“所有结点”，例如，128.2.255.255意指指定128.2网络上的“所有结点”
整个IP地址设置为全0的地址	被Cisco路由器用来指向默认路由，也可以指“任意网络”
整个IP地址设置为全1的地址 （如255.255.255.255）	在当前网络上对所有结点的广播，有时被称为“全文广播”或受限广播

私有IP地址
网络地址转换（NAT）技术，即主要负责获取私有IP地址并将它转换成可在因特网上使用的地址。

被保留的IP地址空间
地址类	被保留的地址空间
A类	10.0.0.0~10.255.255.255
B类	172.16.0.0~172.31.255.255
C类	192.168.0.0~192.168.255.255

广播地址
4种不同类型的广播（即通常的广播术语）
第2层广播 用于局域网上向所有的结点发送数据
广播（第3层） 用于在这个网络向所有的结点发送数据
单播 用于向单一目标主机发送数据
组播 用于将来自单一源的数据包传送给在不同网络上的多台设备
熟记A类网络地址 IP范围是1-126。默认时它提供了8位的网络寻址和24位的主机寻址。
熟记B类网络地址 IP范围是128-191.默认时它提供了16位的网络寻址和16位的主机寻址。
熟记C类网络地址IP范围是192-223.默认时它提供了24位的网络寻址和8位的主机寻址。
熟记私有地址的范围：
A类：10.0.0.0-10.255.255.255
B类：172.16.0.0-172.31.255.255
C类：192.168.0.0-192.168.255.255

按照公有和私有划分
私有
A10.0.0.0~10.255.255.255
B172.16.0.0~172.31.255.255
C192.168.0.0~192.168.255.255
IP寻址排错
Cisco排错步骤
CMD：
1.ping 127.0.0.1 这是一个诊断或环回地址，如果你得到一个成功的ping返回，则可以认定你的IP栈是被初始化的。如果失败，那么IP栈失败，需重新安装TCP/IP。
2.ping 本地主机IP地址。成功，网络接口卡（NIC）功能正常。失败，表明NIC存在问题。这一步并不能说明网线已经连接到NIC上，它只能说明主机上的IP地址栈可以（通过LAN驱动器）与这个NIC进行通信。
3.ping默认网关（路由器）。正常，表明NIC已经连接到网络并且可以与本地网络进行通信。失败，表明存在一个本地物理网络问题，这个问题可能出现在NIC到路由器之间的任何一个位置上。
4.1~3成功的话，ping下远端服务器。正常，表明可以在本地主机与远端服务器之间进行IP通信。同时，也可以确信远端物理网络也是正常的。
如果1~4全都正常，而此用户仍不能与该服务器通信，那么可能面对着某些名字解析的问题，检查DNS。但是，如果ping远端服务器失败，那么面对的将是某些远程物理网络的问题，这时，需要赶到服务器的那边，进行1~3的步骤，找到症结。
一些基本的DOS命令，可以从PC机和Cisco路由器（这些命令可能完成的是同一件事，但是它们在不同的执行方式）上进行网络故障的排错。
Packet Internet Groper(ping)使用ICMP的回应请求和答复来测试网络节点的IP栈是否初始化及是否存活。
Traceroute 通过使用TTL的超时机制和ICMP的出错信息的通报机制，显示通往目标网络路径上的路由器列表。这个命令将不能在DOS提示符下使用。
Tracert 同traceroute一样的命令，是微软Windows命令，不能在Cisco路由器上运行。
Arp-a 在Windows PC机上显示IP到MAC地址的映射。
Show ip arp与arp-a一样的命令，显示的是在Cisco路由器上的ARP表。与traceroute和tracert命令一样，不能在DOS和Cisco上互换使用。
Ipconfig /all只可用于DOS提示符下，用于显示PC机上的网路配置。


　　



来自为知笔记(Wiz)