【计算机网络】网络层 : 子网划分 ( 三级 IP 地址 | 子网划分 | 子网掩码 | 子网掩码计算示例 | 子网的分组转发 )★
文章目录
- 一、分类 IP 地址缺点
- 二、子网划分
- 三、子网掩码
- 四、子网掩码作用
- 五、子网掩码 示例1
- 六、子网掩码 示例2
- 七、子网掩码 示例3
- 八、子网 的 分组转发
一、分类 IP 地址缺点
IP 地址分类 :
类 : 网络号占
1字节 , 第一位是
0;
类 : 网络号占
2字节 , 前两位是
10;
类 : 网络号占
3字节 , 前三位是
110;
类 : 网络号占
4字节 , 前四位是
1110, 该类地址是多播地址 ;
类 : 前四位是
1111, 暂时没有启用 , 保留 ;
分类 IP 地址缺点 :
① IP 地址的空间利用率很低 ;
② 两级 IP 地址灵活性差 ;
二、子网划分
子网划分 :
① 二级 IP 地址 : 网络号 + 主机号 ;
② 三级 IP 地址 : 子网划分中 , 在主机号中 , 拿出一部分地址 , 作为子网号 , 那么子网划分 IP 地址组成是 : 网络号 + 子网号 + 主机号 ; 其中 子网号 + 主机号 , 相当于 二级 IP 地址中的主机号 ;
三级 IP 地址 :
① 子网划分对外透明 : 划分子网后, 对外仍然表现为一个网络 , 外部是不知道内部子网划分的详细信息的 ;
② 主机号位数 : 主机号 至少要留下 两位 , 因为如果留下 一位 , 只能取值
0或
1, 这两位都是不可使用的 , 一个代表网络, 一个代表广播地址 ;
③ 子网号 : 是否能够设置成全
0, 或者 全
1, 看前提情况 ;
④ 主机号 : 不能设置成 全
0, 全
1;
三、子网掩码
两级 IP 地址 : 网络号 + 主机号 ; 如 :
145.13.3.10; 其中
145.3是网络号 ,
3.10是主机号 ;
子网掩码 : 网络号对应位数全部设置成
1, 主机号对应的位数 , 全部设置成
0; 上述 两级 IP 地址对应的子网掩码是
11111111 \quad 11111111 \quad 00000000 \quad 00000000, 写成点分十进制就是
255.255.0.0;
三级 IP 地址 : 网络号 + 子网号 + 主机号 ; 如
145.13.3.10; 其中
145.3是网络号 ,
3是子网号 ,
10是主机号 ;
子网掩码 : 网络号 和 子网号 对应位数全部设置成
1, 主机号对应的位数 , 全部设置成
0; 上述 两级 IP 地址对应的子网掩码是
11111111 \quad 11111111 \quad 11111111 \quad 00000000, 写成点分十进制就是
255.255.255.0;
四、子网掩码作用
子网掩码作用 : 计算 目的地址 的网络地址 ;
拿到一个 目的地址 , 将目的地址 与 子网掩码 进行与运算 , 就可以得到子网网络地址 ;
常用的二进制数据 :
- 二进制
对应十进制
128- 二进制
对应十进制
192- 二进制
对应十进制
224- 二进制
对应十进制
240- 二进制
对应十进制
248- 二进制
对应十进制
252- 二进制
对应十进制
254- 二进制
对应十进制
255五、子网掩码 示例1
IP 地址
141.14.72.24, 子网掩码是
255.255.192.0, 求对应的网络地址 ?
① 子网掩码 前两位 是
255,
141.14与
255.255与运算结果是
141.14;
② 子网掩码最后一位是
0, 因此
24与
0相与后 , 结果是
0;
③ 只需要计算第三位
72与
192相与的结果 :
(0100 \quad 1000 ) \quad \& \quad (1100 \quad 0000) = 0100 \quad 0000转为十进制后为
64;
网络地址为 :
141.14.64.0;
六、子网掩码 示例2
IP 地址
141.14.72.24, 子网掩码是
255.255.224.0, 求对应的网络地址 ?
① 子网掩码 前两位 是
255,
141.14与
255.255与运算结果是
141.14;
② 子网掩码最后一位是
0, 因此
24与
0相与后 , 结果是
0;
③ 只需要计算第三位
72与
224相与的结果 :
(0100 \quad 1000 ) \quad \& \quad (1110 \quad 0000) = 0100 \quad 0000转为十进制后为
64;
网络地址为 :
141.14.64.0;
255.255.224.0子网掩码 与
255.255.192.0子网掩码对比 :
子网掩码中 ,
192对应的二进制数为
1100 \quad 0000, 其中有
6位是主机号 , 加上剩余的最后
1字节 , 主机号共有
14位 ;
子网掩码中 ,
224对应的二进制数为
1110 \quad 0000, 其中有
5位是主机号 , 加上剩余的最后
1字节 , 主机号共有
13位 ;
七、子网掩码 示例3
主机 IP 地址是
180.80.77.55, 其子网掩码是
255.255.252.0, 写出该主机所在的子网的广播地址 ;
广播地址 , 网络号正常 , 主机号都是
1;
先求出其网络号 , 然后设置全
1的主机号 ;
主机地址
180.80.77.55与 子网掩码
255.255.252.0进行与运算 , 就可以得到其子网号 ;
77 \& 252 = 0100 \ 1101 \& 1111 \ 1100 =0100 \ 1100将
0100 \ 1100转为十进制是
76;
网络号是 :
180.80.76.0广播地址 : 将主机号都设置为
1, 即可得到 广播地址是 :
180.80.79.255八、子网 的 分组转发
路由表 : 每个路由器中都有一个路由表 , 如果划分了子网 , 那么每个路由表都包含以下内容 :
① 目的网络地址 ;
② 目的网络 子网掩码 ;
③ 下一跳地址 : 下一跳的路由器地址 , 接口 ;
路由器 转发分组 算法 :
① 提取 IP 地址 : 从 IP 分组中 , 提取 目的 IP 地址 ;
② 查看是否可以直接交付 : 直接交付就是直接将分组交给连接该路由器的主机 ; 间接交付 是 路由器是子网的子网 , 需要经过多个路由器才能交付 ;
③ 特定主机路由 : 路由表中 , 定了该目的 IP 地址的路由路径 , 直接按照该路径交付分组 ;
④ 检测路由表中有无路径 : 路由器所连接的所有的子网 , 使用 目的 IP 地址 与 子网掩码 与运算 , 检查该 目的 IP 地址属于哪个子网 ;
⑤ 默认路由 :
0.0.0.0, 前面的步骤都没有找到目的主机 , 此时就交给默认路由 , 默认路由就会发给另外的路由器, 继续循环执行上面步骤 , 如果分组在生存时间内没有交付 , 就会报告出错 ;
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