二、 子网掩码
(1) 子网 TCP/IP网间网技术产生于大型主流机环境中,它能发展到今天的规模是当初的 设计者们始料未及的。网间网规模的迅速扩展对IP地址模式的威胁并不是它 不能保证主机地址的唯一性,而是会带来两方面的负担:第一,巨大的网络地 址管理开销;第二,网关寻径急剧膨胀。其中第二点尤为突出,寻径表的膨胀 不仅会降低网关寻径效率(甚至可能使寻径表溢出,从而造成寻径故障),更 重要的是将增加内外部路径刷新时的开销,从而加重网络负担。 因此,迫切需要寻求新的技术,以应付网间网规模增长带来的问题。仔细分析 发现,网间网规模的增长在内部主要表现为网络地址的增减,因此解决问题的 思路集中在:如何减少网络地址。于是IP网络地址的多重复用技术应运而生。 通过复用技术,使若干物理网络共享同一IP网络地址,无疑将减少网络地址 数。 子网编址(subnet addressing)技术,又叫子网寻径(subnet routing),英
文简称subnetting,是最广泛使用的IP网络地址复用方式,目前已经标准化, 并成为IP地址模式的一部分。 一般的,32位的IP地址分为两部分,即网络号和主机号,我们分别把他们叫 做IP地址的“网间网部分”和“本地部分”。子网编址技术将本地部分进一步 划分为“物理网络”部分和“主机”部分,如图:
网间网部分 物理网络 主机 |←网间网部分→|←────本地部分─────→|
其中“物理网络”用于标识同一IP网络地址下的不同物理网络,既是“子 网”。 (2) 子网掩码 IP协议标准规定:每一个使用子网的网点都选择一个32位的位模式,若位模 式中的某位置1,则对应IP地址中的某位为网络地址(包括网间网部分和物理 网络号)中的一位;若位模式中的某位置0,则对应IP地址中的某位为主机地 址中的一位。例如位模式: 11111111 11111111 11111111 00000000 中,前三个字节全1,代表对应IP地址中最高的三个字节为网络地址;后一个 字节全0,代表对应IP地址中最后的一个字节为主机地址。这种位模式叫做子 网模(subnet mask)或“子网掩码”。 为了使用的方便,常常使用“点分整数表示法”来表示一个IP地址和子网掩 码,例如B类地址子网掩码(11111111 11111111 11111111 00000000)为: 255.255.255.0 IP协议关于子网掩码的定义提供一种有趣的灵活性,允许子网掩码中的“0” 和“1”位不连续。但是,这样的子网掩码给分配主机地址和理解寻径表都带 来一定困难,并且,极少的路由器支持在子网中使用低序或无序的位,因此在 实际应用中通常各网点采用连续方式的子网掩码。像255.255.255.64和 255.255.255.160等一类的子网掩码不推荐使用。 (3) 子网掩码与IP地址 子网掩码与IP地址结合使用,可以区分出一个网络地址的网络号和主机号。 例如:有一个C类地址为: 192.9.200.13 其缺省的子网掩码为: 255.255.255.0 则它的网络号和主机号可按如下方法得到: ① 将IP地址192.9.200.13转换为二进制 11000000 00001001 11001000 00001101 ② 将子网掩码255.255.255.0转换为二进制 11111111 11111111 11111111 00000000 ③ 将两个二进制数逻辑与(AND)运算后得出的结果即为网络部分
11000000 00001001 11001000 00001101 AND 11111111 11111111 11111111 00000000
11000000 00001001 11001000 00000000
结果为192.9.200.0,即网络号为192.9.200.0。 ④ 将子网掩码取反再与IP地址逻辑与(AND)后得到的结果即为主机部分
11000000 00001001 11001000 00001101 AND 00000000 00000000 00000000 11111111
00000000 00000000 00000000 00001101
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