[轉(zhuǎn)]網(wǎng)絡基礎知識講座之二：理解子網(wǎng)和CIDR

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歡迎光臨此網(wǎng)絡講座第二講。這一次，我們將學習有關子網(wǎng)和CIDR(無類域間路由)的知識。我們希望能夠以比某些圖書提供的更容易管理的方式學習這些知識。

　　讓我們先搞清楚一件事情:在子網(wǎng)中是沒有“類別”的。在以前，網(wǎng)絡分為A類、B類和C類。這些網(wǎng)絡只能分為相等的幾部分，因此現(xiàn)在我們引入了可變長度子網(wǎng)掩碼(VLSM)來解決這個問題。老類別的C類網(wǎng)絡是一個24位網(wǎng)絡地址，B類網(wǎng)絡是一個16位網(wǎng)絡地址，A類網(wǎng)絡是一個8位網(wǎng)絡地址(如果你不清楚這個含義，請參閱“理解IP地址”那一講)。這就是你需要了解的有關網(wǎng)絡類別的全部內(nèi)容。這些網(wǎng)絡類別現(xiàn)在已經(jīng)不存在了。

　　一個IP地址由一個主機部分和一個網(wǎng)絡部分組成。與子網(wǎng)掩碼配合使用，你可以確定這個地址中哪一個部分是網(wǎng)絡部分、這個網(wǎng)絡有多大和網(wǎng)絡開始的地方在哪里。操作系統(tǒng)需要知道這些信息，以便確定本地子網(wǎng)使用什么IP地址以及哪些地址屬于外網(wǎng)并需要一臺路由器來訪問那些地址。相鄰的路由器也需要知道這個子網(wǎng)有多大，以便這些路由器僅向這個方向發(fā)送合適的通信。一個網(wǎng)絡地址中主機部分與網(wǎng)絡部分的劃分完全是由子網(wǎng)掩碼確定的。

　　CIDR（發(fā)音為“cider”的網(wǎng)絡地址使用網(wǎng)絡/子網(wǎng)掩碼的風格。這個IP地址/子網(wǎng)掩碼的組合能告訴你很多信息:

　　網(wǎng)絡部分/主機部分

　　0000000000000000/0000000000000000

　　上述32位字符串代表一個16位網(wǎng)絡，因為這個地址中的16位被掩蓋了。

　　在本文中的例子(和現(xiàn)實世界)中，某些子網(wǎng)掩碼被反復提及。這些子網(wǎng)掩碼本身并不特殊。子網(wǎng)地址就是一個簡單的32位字符串，其中有任何位數(shù)被掩蓋（MASK）。不過，使用一個常用的子網(wǎng)掩碼(如24位網(wǎng)絡地址)開始研究對于記憶和理解關于子網(wǎng)的概念和劃分非常有利。

　　讓我們先看一下個標準的子網(wǎng)劃分表，這個表中也包括了一些有趣的其它信息:

子網(wǎng)掩碼位數(shù)	24位子網(wǎng)數(shù)量	一個子網(wǎng)的地址數(shù)量	對主機部分的位挪用
/24	1	256	0
/25	2	128	1
/26	4	64	2
/27	8	32	3
/28	16	16	4
/29	32	8	5
/30	64	4	6
/31	128	2	7

　　由于是二進制數(shù)字，這使一個31位網(wǎng)絡有兩個可用的IP地址。設想一下這個子網(wǎng):2.2.2.0/31。如果我們以二進制來表達這個網(wǎng)絡地址，這個地址看起來是這樣的:

　　00000010.00000010.00000010.00000000 (2.2.2.0)

　　11111111.11111111.11111111.11111110 (31)

　　子網(wǎng)掩碼“掩蓋”被網(wǎng)絡部分使用的位數(shù)。這意味著被掩蓋的位數(shù)將用于網(wǎng)絡地址部分。可供主機地址使用的位數(shù)等于1。這個數(shù)字可以是一個0或者一個1。這就導致了兩個可用的IP地址，就像上面的表格顯示的一樣。另外，從上面的表格中可以看到，子網(wǎng)掩碼(從主機部分挪用的)位數(shù)每增加一，子網(wǎng)中可用的地址數(shù)量就被削減一半。

現(xiàn)在讓我們來分析“192.168.0.200/26”的廣播地址、網(wǎng)絡地址和掩碼。這個IP地址的掩碼很簡單:為255.255.255.192(26位子網(wǎng)掩碼的含義是主機用6位，2的6次方等于64，255減去64減1等于192)。你能夠在網(wǎng)絡上查到子網(wǎng)地址表。這個表還能為你列出所有的信息。但是，我們更感興趣地是教人們理解這里所發(fā)生的事情。這個子網(wǎng)掩碼可以告訴你，這個網(wǎng)絡地址中惟一需要我們關心的部分是最后一個字節(jié):廣播地址和網(wǎng)絡地址的開頭都是192.168.0。

　　搞清楚這最后一個字節(jié)的含義很像是為一個劃分一個24位網(wǎng)絡。但是，如果這個提示對你沒有幫助，你甚至不需要考慮這個問題。每一個26位地址的網(wǎng)絡都有64臺主機。這個網(wǎng)絡的地址范圍是從.0至.63、從.64至.127，從.128至.191，以及從.192至.255。我們的地址192.168.0.200/26在.192至.255網(wǎng)段中。因此，這個網(wǎng)絡的地址是192.168.0.192/26。這個廣播地址就更簡單:192用二進制表示是11000000。取最后的6位數(shù)(這些字節(jié)被掩碼“關閉”了)，把這些字節(jié)“打開”，你得到了什么?192.168.0.255。來看一下你是否已經(jīng)理解了這一切，現(xiàn)在計算192.168.0.44/26的網(wǎng)絡地址和廣播地址。(網(wǎng)絡地址:192.168.0.0/26;廣播地址:192.168.0.63)。

　　一開始這些地址是很難一下子就看出來。這時制作一個表格會很有幫助。如果你計算出你要每一個子網(wǎng)有6臺主機(包括不能使用的網(wǎng)絡和廣播地址是8臺主機)，你就可以制作下面這個表格。下面是2.2.2.0/29、2.2.2.8/29、2.2.2.16/29以及最后一個子網(wǎng)是2.2.2.249/29。

子網(wǎng)編號	網(wǎng)絡地址	第一個IP	最后一個IP	廣播地址
1	2.2.2.0	2.2.2.1	2.2.2.6	2.2.2.7
2	2.2.2.8	2.2.2.9	2.2.2.14	2.2.2.15
3	2.2.2.16	2.2.2.17	2.2.2.22	2.2.2.23
32	2.2.2.249	2.2.2.250	2.2.2.254	2.2.2.255

　　實際上，你很可能偶爾發(fā)現(xiàn)這樣的網(wǎng)絡。這種網(wǎng)絡劃分為三個26位網(wǎng)絡地址，并且最后一個26位網(wǎng)絡地址分為兩個27位網(wǎng)絡地址。如果你已經(jīng)能夠制作上述表格將會更容易理解這個問題。

　　這就是你需要知道的全部東西。在16位網(wǎng)絡地址和24位網(wǎng)絡地址范圍內(nèi)使用更大的子網(wǎng)是比較復雜的。但是，原則是一樣的。都是一個32位地址和一個子網(wǎng)掩碼。然而，一定要認識到子網(wǎng)的使用是受到某些限制的。我們不能分配以10.1.0.32開頭的26位網(wǎng)絡地址。如果我們把10.1.0.32/26的IP地址和子網(wǎng)掩碼發(fā)送給大多數(shù)操作系統(tǒng)，操作系統(tǒng)只會認為我們發(fā)送的起始地址是10.1.0.0/26。這是因為26位地址空間需要64個地址，而子網(wǎng)劃分會從這個位數(shù)的自然分界線開始。因些，如果在上述表格中，你把某子網(wǎng)從2.2.2.3/29開始?實際的結(jié)果卻是2.2.2.0/29。

　　這些復雜的問題確實需要一個簡明的例子。請記住，當你從這個網(wǎng)絡主機部分提取另一位以便創(chuàng)建一個更大的子網(wǎng)掩碼時，IP地址數(shù)量在一個子網(wǎng)內(nèi)是如何被減少一半的。這個原則在相反的情況下也發(fā)揮作用。如果我們有一個擁有128臺主機的25位網(wǎng)絡地址，并且從網(wǎng)絡(掩碼)部分挪用一位，我們現(xiàn)在就有一個擁有256臺主機的24位網(wǎng)絡地址。使用搜索引擎Google在網(wǎng)絡上搜索“subnet table”(子網(wǎng)表)，可以立即看到子網(wǎng)掩碼與網(wǎng)絡大小的關系。如果一個16位網(wǎng)絡地址擁有65535個地址，一個17位網(wǎng)絡地址擁有的網(wǎng)絡地址將減少一半，一個15位網(wǎng)絡地址擁有的網(wǎng)絡地址將提高一倍。這是非常令人激動的。實踐，實踐，再實踐。這是讓你理解這個原理的好方法。不要忘記，所有的問題都可以歸結(jié)到網(wǎng)絡的位數(shù)問題。

　　如果你要更多地了解子網(wǎng)，下一步應該是閱讀一些路由協(xié)議。我們將很快介紹一些路由協(xié)議。不過，在這個教程的下一講網(wǎng)絡中，我們先開始我們的OSI模型之旅。

　　小結(jié)

　　?CIDR IP地址有一個主機部分和一個網(wǎng)絡部分。而子網(wǎng)掩碼指定網(wǎng)絡部分使用的位數(shù)，地址中這些位將不會改變。

　　?子網(wǎng)是通過簡單地在32位數(shù)字中上下移動網(wǎng)絡與主機部分的分界來創(chuàng)建。

　　?如果你從已知的子網(wǎng)掩碼開始學習，復雜的地址是很容易理解的。一個17位網(wǎng)絡地址的數(shù)量是一個16位網(wǎng)絡地址的一半。16位網(wǎng)絡中有6.5萬個地址。