IP地址的规划和设计方法(二)

          五，IP地址规划方法
          (1)IP地址规划的基本步骤
          网络地址规划须要按下面6步进行：
          a)推断用户对网络与主机数的需求；
          b)计算满足用户需求的基本网络地址结构；
          c)计算地址掩码；
          d)计算网络地址；
          e)计算网络广播地址；
          f)计算网络主机地址。
          (2)地址规划的基本方法
          a)步骤一：推断网络与主机数量的需求
          依据网络整体设计中物理拓扑设计是參数，确定下面两个主要数据：
          1)网络中最多可能使用的子网数量Nnet；
          2)网络中最大网段已有的和可能扩展的主机数量Nhost。

          b)步骤二：计算满足用户需求的基本网络地址结构參数
         1)选择subnetID字段的长度值X，要求Nnet≤2的x次方
。

比如子网数Nnet为10，那么选择subnetID字段的长度值X=4,2的4次方
=16。大于最多可能使用的子网数量10，符合要求。

         2)选择hostID字段的长度值Y，要求Nhost≤2的Y次方
。

比如，子网主机数量Nhost为12，那么选择hostID字段的长度值Y=4,2的4次方
=16，大于最多可能有的主机数量12，符合要求。

        注意：hostID字段的值为全0表示的是该网络的netID,hostID字段的值为全1表示的是该网络的广播地址。因此Y=4时，最多可用的主机号仅仅有14个。符合本例的用户需求。
         3)依据X+Y的值能够确定须要申请哪一类IP地址。
由于在子网划分中。X+Y值表示出subnetID与hostID长度的和。比如本例中X=4、Y=4。总长度为8。那么一个C类地址段就能够满足要求。假设超过8bit则须要申请2个C类地址或一个B类地址。
         c)步骤三。计算地址掩码
        依据子网掩码的定义，没有划分子网的C类网络的地址掩码是255.255.255.0。
        划分子网之后的地址掩码是将一个标准的32位IP地址中高于hostID(Y位以上）的高位置置1就可以，也就是须要将标准IP地址的第4个8bit中的前4bit位置1，假设用十进制表示则为128+64+32+16=240。

那么该地址掩码为255.255.255.240。假设这个C类地址为192.168.1.0。那么也能够简单地表示为192.168.1.0/28。

        d)步骤四：计算网络地址
        因为地址设计时选择hostID长度Y=4，那么每一个子网中最多有14个主机。也就是说相邻子网的主机地址增量值为16。那么本例中第一个网络号为192.168.1.0。那么下一个网络号在此基础上添加16。

        须要注意的是。最初在描写叙述划分子网的RFC文档中规定不使用第一个和最后一个地址，即本例中不使用192.160.1.0与192.160.1.240地址号。可是假设TCP/IP协议设定同意的话。也能够使用。

         e)步骤五：计算网络广播地址
         依据规律，一个子网的定向广播地址是比下一个子网地址号小1的地址号。
         f)步骤六：计算网络的主机地址
         依照地址使用的规律，剔除网络地址与广播地址之外的网络地址都是主机能够使用的IP地址。
         六。子网地址规划方法
         (1)子网地址规划的基本方法和步骤
        1创建子网须要运行下面三个步骤：
         a)确定所须要的netID数。

         1)每一个子网须要一个netID。
          2)每一个广域网连接须要一个netID。
         b)确定所须要的hostID数
          1)每一个主机须要一个hostID。

         2)路由器的每一个连接须要一个hostID。

         c)基于以上要求。须要创建下面内容
        1)为整个网络设定一个子网掩码；
        2)为每一个物理网段设定一个不同的subnetID；
        3)为每一个子网确定主机的合法地址空间。

         2子网地址规划须要回答下面5个基本问题：
         a)这个被选定的子网掩码能够产生多少个子网？
          b)每一个子网内部能够有多少个合法是subnetID？
         c)这些合法是主机地址是什么？
         d)每一个子网的广播地址是什么？
         e)每一个子网内部合法的netID是什么？
         (2)子网地址规划演示样例
         1)用户需求
         a)一个校园网获得一个B类IP地址156.26.0.0），要进行子网划分。
         b)该校园网将由近210个网络组成。

         c)为了便于管理。要求依据眼下的情况进行子网划分。
         2).确定子网号subnetID的长度
         a)考虑到校园网的子网数量在254个之内，因此一个可行的子网划分方案是取子网号的长度为8位。这种子网掩码为255.255.255.0。
         b)因为主机号hostID不能使用全0或全1。因此校园网仅仅能拥有254个子网，每一个子网仅仅能有254台主机。
        c)在确定子网长度时，应该权衡子网数与每一个子网中主机与路由器数这两个方面的因素，不能简单地追求子网数量，一定是满足基本要求，并考虑留有一定的余量。
        3)确定子网地址
        在以上的子网划分方案中，校园网可用的IP地址为：
       子网1：256.26.1.1~156.26.1.254
       子网2：256.26.2.1~256.26.2.254
       子网3：256.26.3.1~256.26.3.254

        ……

        子网254：256.26.254.1~256.26.254.254

       七，可变长度子网掩码（VLSM)地址规划方法

        (1)可变长度子网掩码（VLSM）地址规划的基本原则

        IP协议同意使用变长子网的划分(RFC1009).在某种情况下。须要在子网划分时能够设计子网号长度是不同。

        VLSM(Variable Length Subnet Mask。可变长度子网掩码)，是在标准的掩码上面再划分的子网的网络号码，无

类路由器选择网络能够使用VLSM，而有类路由选择网络中不能使用VLSM。

       (2)可变长度子网掩码（VLSM)地址规划的案例

       1)用户需求

       a)某公司申请了一个整个C类202.60.31.0的IP地址空间。 

       b)该公司有100名员工在销售部门工作，50名员工在財务部门工作。

       c)要求网络管理员为销售部门、財务部门与设计部门分别组建子网。
       2)选择可变长度子网掩码
        a)针对这样的情况。能够通过可变长度子网掩码（VariableLengthSubnetMask，VLSM）技术将一个C类IP地址分为3个部分，当中子网1的地址空间是子网2和子网3地址空间的2倍。

       划分的子网为：

          b)计算子网1地址空间
         首先能够使用子网掩码为255.255.255.128。将一个C类IP地址划分为两半。在二进制运算中，运算过程是：
         主机的IP地址：11001010.00111100.00011111.00000000（202.60.31.0）
        子网掩码：11111111.11111111.11111111.1000000（255.255.255.128）

         与运算结果：11001010.00111100.00011111.00000000（202.60.31.0）      

         运算结果表明：能够将202.60.31.1~202.60.31.126作为子网1的IP地址。。而将余下的部分进一步划分为两半。因为202.60.31.127第4个字节为全1，被保留作为广播地址，不能使用；子网1与子网2，子网3的空间交界点在202.60.31.128；子网1使用子网掩码255.255.255.128。

         第一次借位：

        c)计算子网2和子网3地址空间
       子网1与子网2的地址空间的计算过程为：
        主机的IP地址：11001010.00111100.00011111.00000000（202.60.31.0）
        子网掩码：11111111.11111111.11111111.1000000（255.255.255.128）
        与运算结果：11001010.00111100.00011111.00000000（202.60.31.0）
        能够将平分后的两个较小的地址空间平分给子网2和子网3，第一个可用的地址是202.60.31.129，最后一个可用的地址是202.60.31.190。因此子网2可用的地址是202.60.31.129~202.60.31.190。
        由于下一个地址202.60.31.191中191是全1的地址。须要留作广播地址。

接下来的地址是202.60.31.192,它是子网3的第一个地址。那么子网3的IP地址该是从202.60.31.192~202.60.31.254。

        第二次借位：

        3)确定三个子网的IP地址空间
        採用变长子网划分的三个子网的IP地址分别为：
        a)子网1地址空间为：202.60.31.1~202.60.31.126。
       子网掩码为：255.255.255.128。

        b)子网2址空间为：202.60.31.129~202.60.31.190。
       子网掩码为：255.255.255.192。
       c)子网2址空间为：202.60.31.193~202.60.31.254。
       子网掩码为：255.255.255.192。

       子网1同意使用的主机号是126个；子网2和子网3能够使用的主机号均为61个。

本方案能够满足该公司的要求。

       整个方案的网络结构为：

       八。CIDR地址规划方法
       (1)CIDR地址规划方法演示样例
       a)用户需求
       假设一个校园网管理中心获得了200.24.16.0/20的地址块，它希望将它划分为8个等长的较小的地址块。

       b)确定CIDR地址中
      借用主机号的长度
      借用CIDR地址中12位的前三位（2的3次方
=8），能够实现进一步划分为8个等长的较小地址块的目的。
       c)地址块的划分
      划分的样例：
      校园地址：200.24.16.0/20
      计算机系地址：200.24.16.0/23
      自己主动化系地址：200.24.18.0/23
      电子系地址：200.24.20.0/23
      物理系地址：200.24.22.0/23
      生物系地址：200.24.24.0/23
      中文系地址：200.24.26.0/23
      化学系地址：200.24.28.0/23
      数学系地址：200.24.30.0/23
       (2)对划分结构的分析
       a)从上面的样例能够看出。对于计算机系来说，它被分配了200.24.16.0/23的地址块，它的地址块的网络前缀为23为的“11001000000110000001000”；地址块的最小起始地址是
200.24.16.0；地址块可分配的地址数为29
个。

对于自己主动化系来说。它被分配了200.24.18.0/23的地址块。它的地址的网络前缀为23为的"11001000000110000001001";
地址块的最小開始地址是200.24.18.0/23.；地址块中可分配的地址数为29
个。相同，8个系都获得了同等大小的地址空间。

       b)分析计算机系和自己主动化系的网络前缀：
       计算机系的网络前缀：11001000000110000001000
       自己主动化系的网络前缀：11001000000110000001001
       两个系分配到的网络前缀的前20位是同样的，而且8个地址块的网络前缀的前20个是同样的。这个结论说明了CIDR地址的一个重要的特点：地址聚合（addressaggregation)和路由聚合（routeaggregation)的能力。
       c)划分CIDR地址块后的校园网结构
       划分CIDR地址块后的校园网结构，在这个结构中练就到Internet的主路由器向外部网络发送一个通告，来表明：它将接收所以目的地址的前20为与200.24.16.0/20相符的分组。那么外部网络并不须要知道在200.24.16.0/20内部还有8个系一级的网络存在。
        (3)无类域间路由CIDR接收通经常使用在将多个C类IP地址归并到单一的网络中。而且在路由表中使用一项来表示这些C类IP地址。

        CIDR技术的主要应用：
        a)构建超网
        b)路由聚合