CSDN高校——C1_2 子网划分

快来打我* 2022-11-16 05:58 108阅读 0赞

# 挑战 #

--------------------

> 住在⼀起的同事之间经常会联⽹打⼀些局域⽹的游戏，⽐如王者、吃鸡之类的。现在公司买了⼀台TP-LINK⽆线路由器，但
> 
> 是⼩王不知道怎么样才能让⼤家都在⼀个局域⽹中打游戏，你能帮他这个忙吗？

## 说明 ##

--------------------

*  学习⽹络及TCP/IP的基本知识
 *  掌握IP地址和分类，知道公有IP与私有IP的区别
 *  掌握IP路由控制、IP分⽚与重组等技术
 *  了解IP相关协议的技术与应⽤，如ARP/RARP、DHCP、NAT等

## 内容 ##

--------------------

*  规划⼀个C类IP地址，例如使⽤⼦⽹掩码将IP地址192.168.99.0～192.168.99.255划分成四个⼦⽹（可以从8位主机号中借⽤⼏

位作为⼦⽹号），并使之能互联互通

![CSDN高校——C1\_2 子网划分][CSDN_C1_2]

## 资源（仅供参考，部分资源在外⽹） ##

--------------------

### 视频 ###

*  IPv4
    
     *  ⼆进制与IP地址：[https://www.youtube.com/watch?v=ddM9AcreVqY][https_www.youtube.com_watch_v_ddM9AcreVqY]
     *  ⽹络ID与⼦⽹掩码：[https://www.youtube.com/watch?v=XQ3T14SIlV4][https_www.youtube.com_watch_v_XQ3T14SIlV4]
     *  ⽹络分类：[https://www.youtube.com/watch?v=4xlzlgYGqW8][https_www.youtube.com_watch_v_4xlzlgYGqW8]

### 书籍 ###

*  《图解TCP/IP》

### 链接 ###

*  TCP/IP
    
     *  维基百科：[https://zh.wikipedia.org/wiki/Transmission\_Control\_Protocol][https_zh.wikipedia.org_wiki_Transmission_Control_Protocol]
     *  百度百科：[https://baike.baidu.com/item/TCP%2FIP][https_baike.baidu.com_item_TCP_2FIP]
 *  IPv4
    
     *  维基百科：[https://zh.wikipedia.org/wiki/IPv4][https_zh.wikipedia.org_wiki_IPv4]
     *  百度百科：[https://baike.baidu.com/item/IPv4][https_baike.baidu.com_item_IPv4]

## ⾃测 ##

--------------------

*  A、B、C三类地址的最⼤主机数分别是多少？
 *  为什么有的IP地址中主机号全为1或全为0？
 *  什么是环回地址？

1.  <table> 
     <thead> 
      <tr> 
       <th>网络类别</th> 
       <th>最大可用网络数</th> 
       <th>每个网络最大主机数</th> 
      </tr> 
     </thead> 
     <tbody> 
      <tr> 
       <td>A</td> 
       <td>2^7-2</td> 
       <td>2^24-2</td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td>B</td> 
       <td>2^14-1</td> 
       <td>2^16-2</td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td>C</td> 
       <td>2^21-1</td> 
       <td>2^8-2</td> 
      </tr> 
     </tbody> 
    </table>
2.  主机号全1为广播地址，全0为本网络
3.  环回地址：127.0.0.0保留为环回自检地址，此地址表示任意主机本身，目的地址为环回地址的IP数据报永远不会出现在任何网络上。一般都会用来检查本地网络协议、基本数据接口等是否正常的

# 完成任务过程 #

--------------------

计算机网络还没学到网络层这块，正在学数据链路层，也正好可以先了解下网络层关于IP地址的子网划分和子网掩码

那么首先需要了解的知识是：

1.  什么是IP地址？
2.  什么是子网划分？
3.  什么是子网掩码？

--------------------

## 基础知识 ##

--------------------

### IPv4地址 ###

连接到因特网上的每台主机（或路由器）都分配一个32bit的全球唯一标识符，即**IP地址**。IP地址由**网络号**和**主机号**组成，即`IP地址::={<网络号>，<主机号>}`。

![image-20210406170333204][]

在各类IP地址中，有些IP地址具有特殊用途，不用做主机的IP地址：

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>NetID 网络号</th> 
   <th>HostID 主机号</th> 
   <th>作为IP分组源地址</th> 
   <th>作为IP分组目的地址</th> 
   <th>用途</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>全0</td> 
   <td>全0</td> 
   <td>可以</td> 
   <td>不可以</td> 
   <td>本网范围内表示主机，路由表中用于表示默认路由 （表示整个Internet网络）</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>全0</td> 
   <td>特定值</td> 
   <td>可以</td> 
   <td>不可以</td> 
   <td>表示本网内某个特定主机</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>全1</td> 
   <td>全1</td> 
   <td>不可以</td> 
   <td>可以</td> 
   <td>本网广播地址（路由器不转发）</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>特定值</td> 
   <td>全0</td> 
   <td>不可以</td> 
   <td>不可以</td> 
   <td>网络地址，表示一个网络</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>特定值</td> 
   <td>全1</td> 
   <td>不可以</td> 
   <td>可以</td> 
   <td>直接广播地址，对特定网络上的所有主机进行广播</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>127</td> 
   <td>任何数 （非全0/1）</td> 
   <td>可以</td> 
   <td>可以</td> 
   <td>用于本地软件环回测试，称为环回地址</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

*  主机号全为0表示网络本身，如202.98.174.0
 *  主机号全为1表示 本网络的广播地址，又称**直接广播地址**，如202.98.174.255
 *  32位全为0，即0.0.0.0表示本网络上的本主机
 *  32位全为1，即255.255.255.255表示整个TCP/IP网络的广播地址，又称**受限广播地址**
 *  127.0.0.0保留为环回自检地址，此地址表示任意主机本身，目的地址为环回地址的IP数据报永远不会出现在任何网络上

一个IP地址在整个因特网范围内是唯一的。

--------------------

### 子网划分 ###

从1985年起，在IP地址中又增加了一个“子网号字段“，使得两级IP地址变成了三级IP地址，这种做法成为子网划分。即即`IP地址::={<网络号>，<子网号>，<主机号>}`。子网划分已成为因特网的正式标准协议

注：

划分子网只是把IP地址的主机号再进行划分，而不改变IP地址原来的网络号

--------------------

### 子网掩码 ###

为了告诉主机或路由器对一个A类、B类、C类网络进行了子网划分，使用子网掩码来表达对原网络中主机号的借位。

子网掩码是一个与IP地址相对应的、长32bit的二进制串，它由一串1和一串0组成。其中1对应于IP地址中的网络号及子网号，0对应主机号。计算机只需要将IP地址与相应的子网掩码逐位”与“操作，就可得出相应子网的网络地址。

--------------------

## 过程 ##

> 使⽤⼦⽹掩码将IP地址192.168.99.0～192.168.99.255划分成四个⼦⽹（可以从8位主机号中借⽤⼏
> 
> 位作为⼦⽹号）

1.  **子网地址**：网络号（不变）+子网号（不变）+主机号（全为0）
2.  **广播地址**：网络号（不变）+子网号（不变）+主机号（全为1）
3.  **子网掩码**：网络号（全为1）+子网号（全为1）+主机号（全为0）
4.  **IP地址总数**：根据主机号的位数，2^n

没要求分配子网的大小，那么就按4个等长的来。既然要划分4个子网，那么至少需要2个bit，就需要从8位主机号中借两位，子网掩码中网络号（包括子网号）为1，主机号为0，就是`1111 1111.1111 1111.1111 1111.1100 0000`

即`255.255.255.192`

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>子网地址</th> 
   <th>广播地址</th> 
   <th>子网掩码</th> 
   <th>IP地址总数</th> 
   <th>可分配IP地址数</th> 
   <th>可分配IP地址范围</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>192.168.99.0/26</td> 
   <td>192.168.99.63</td> 
   <td>255.255.255.192</td> 
   <td>64</td> 
   <td>62</td> 
   <td>192.168.99.1——192.168.99.62</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>192.168.99.64/26</td> 
   <td>192.168.99.127</td> 
   <td>255.255.255.192</td> 
   <td>64</td> 
   <td>62</td> 
   <td>192.168.99.65——192.168.99.126</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>192.168.99.128/26</td> 
   <td>192.168.99.191</td> 
   <td>255.255.255.192</td> 
   <td>64</td> 
   <td>62</td> 
   <td>192.168.99.129——192.168.99.190</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>192.168.99.192/26</td> 
   <td>192.168.99.255</td> 
   <td>255.255.255.192</td> 
   <td>64</td> 
   <td>62</td> 
   <td>192.168.99.193——192.168.99.254</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

[CSDN_C1_2]: /images/20221022/38eb6a396375415cb5e47852aa9ca8a0.png
[https_www.youtube.com_watch_v_ddM9AcreVqY]: https://www.youtube.com/watch?v=ddM9AcreVqY
[https_www.youtube.com_watch_v_XQ3T14SIlV4]: https://www.youtube.com/watch?v=XQ3T14SIlV4
[https_www.youtube.com_watch_v_4xlzlgYGqW8]: https://www.youtube.com/watch?v=4xlzlgYGqW8
[https_zh.wikipedia.org_wiki_Transmission_Control_Protocol]: https://zh.wikipedia.org/wiki/Transmission_Control_Protocol
[https_baike.baidu.com_item_TCP_2FIP]: https://baike.baidu.com/item/TCP/IP
[https_zh.wikipedia.org_wiki_IPv4]: https://zh.wikipedia.org/wiki/IPv4
[https_baike.baidu.com_item_IPv4]: https://baike.baidu.com/item/IPv4
[image-20210406170333204]: /images/20221022/d19689e3656f47aca63a662c90210558.png