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一、计算机网络号
计算机网络号:是通过网络号选择正确的网络设备连接终端,也就是计算机。
不同的网络号需要不同的设备连接,所以需要计算一下两台设备的网络号是否相似。网络号的计算方法有大致分为三个步骤:
1、清楚IP地址地段点分的十进制数字和子网掩码。
2、计算方法:把十进制的IP地址转换成二进制,把子网掩码也转换成二进制,两组二进制上下对齐,做“与”运算,所得就是网络号。
3、两个网络号相同就用交换机连姐、两个网络号不相同就用路由器连接
下图做了个简单的思维导图,可以先看一下
二、网络号的构成
1.认识网络号
计算网络号之前需要先认清楚网络号的构成
网络号是IPV4与子网掩码相乘得的结果。IPV4与默认子网掩码又分为五大类A、B、C、D、E五大类
(1)IP地址
IP地址是0—255这些十进制数字组成,大致分为五大类,A、B、C、D、E五大类,其中A、B、C三类是用作于商业,D类是用做于组播,E类是用作于科研。
但是其中有几个特殊网段,是不可被公用的。0.0.0.0是全部网段、127IP地址是用于本地网卡换回测试的地址、255IP地址是全网广播,这三个IP都被占用,不可再次分配。
还有一个特殊的,就是A、B类中的最后一段是255作用是本网段的广播
IP地址是由网络部分和主机部分组合而成,网络部分是负责确定两台终端是不是在同一个网段,主机部分数负责这个网段可以连接多少台主机。网络部分一般是由子网掩码负责,主机部分就是终端的数字。
网络部分与主机部分的数位都是不固定的,会随着子网掩码的数位而改变。
例如这个
由此可见,网络部分是随着子网掩码儿、而改变的
(2)子网掩码
子网掩码分为可变长子网掩码和不可变长子网掩码(默认子网掩码)
不可变长子网掩码:就是固定好的长度,子网掩码是点分四段的十进制,每段是八位二进制数字构成。不可变长子网掩码就是二进制数字是固定不变的,A类固定就是255.0.0.0,也就是只有一段是由数据的也就是八位从左开始排列的二进制数字,B类固定就是255.255.0.0,同理,就是两段,有十六位二进制。C类固定就是255.255.255.0,同理,是由24位二进制。D、E不是用于商业用途,没有特定的子网掩码。
可变长子网掩码:是长度可以在默认子网掩码的基础上进行扩充,但是最高只能扩充到30位。
子网掩码位数书写的时候一般会在后面注明几位,例如:168.12.10.1 /19
/19就是这个子网掩码有19位,属于可变长子网掩码
2.IP地址用途分类
上面说了IP地址分为ABCDE五大类,其中D、E这两类又是特殊用途,社会上很少能接触的到。
五大类地址可以分局用途分类为私有地址跟公有地址。
(1)私有地址
私有地址:只能用作在局域网中,在不同的局域网中,可以有多个相同IP的设备,但是同一个局域网中,设备IP是唯一的。
两个不同的局域网中,地址名称可以一样,但是同一个局域网内IP地址不能进行重复
(2)公有地址
共有地址:出现在互联网中,公有地址内的设备IP是不能重复的,必须是唯一的。
拿生活中的例子来说,私有地址所在的局域网,就像是一个村庄,私有地址就是村民的名字,一个村子里面有两个一样的名字,就会叫混。但是隔壁村子叫一摸一样的名字就可以。
公有地址就像是一个公司名字,我这个公司合法注册这个名字,你就不能起一摸一样的。
三、网络号的计算
如果终端A需要跟终端B或者别的终端连接的话,需要知道是不是在同一个网段,如果在同一个网段,直接通过交换机连接就可以。如果不在同一个网段则需要路由器连接。如果连接设备出错会导致连接失败。
前面也说了,IP地址是由网络部分和主机部分组成。主机是负责所处这个网段的编号。网络部分是显示所处网段号码。但是网络部分与网络号又是不同,因为网络部分最多31位,网络号需要完整的32位。这里就需要计算一下。
1.不可变长子网掩码网络号计算方法
子网掩码有可变长与不可变长之分,计算差异也有一些小的出入,这里就先介绍简单点的不可变长的。
计算步骤分为三步:
第一步:把IP地址换算成二进制
第二步:把子网掩码变成二进制,并且与IP地址的二进制首尾对齐
第三步:把IP地址跟子网掩码做“乘法”运算,结果就是网络号码
2.可变长子网掩码网络号计算方法
可变长子网掩码计算方法跟不可变长子网掩码类似,区别是子网掩码长度不一样
(1.确定这个IP的子网掩码是几位
IP的书写方式一般都会把子网掩码位数以/X,的方式表达这个是X位的子网掩码
这样表示这是一个24位的默认C类,这个数字可以在本类网络默认数字基础上增加。
(2.确定子网掩码位数之后,把子网掩码化为二进制。
例如这个举例的26位的,就是属于C类,在c类默认的24位基础上增加2位。简单来说就是可变长子网掩码标注的多少位,就是从左到右有几个“1”。
(3.计算网络号
由此可见,可变长子网掩码跟不可变长子网掩码计算方法大同小异,就是在原先默认子网掩码的基础上多加几个“1”而已。
3.网络号的对比
经过上面的步骤我们得知了网络号的运算方法,下面就是最后一步网络号的对比,判断连个网络是否在同一个网段。
判断的方法很简单,就是把两个十进制网络号进行对比,一致就是在同一个网段。
这边举个例子,A终端:192.11168.123.12 /27与B终端:192.168.123.46 /27对比,是否在一个网段
经过计算,A的网段在192.168.123.0,B的网段在192.168.123.32。网段是不一样的,如果这两台终端连接需要用路由器。反之用交换机。
四、子网划分
1、子网划分的介绍
子网划分是用来把一个网段划分成多个小的网段,以免导致一个网段内主机数量冗余,合理的划分网段内的主机数量。
子网数是用来确定默认网络分为第几段的作用
主机容量是确定当前网段可以容纳多少主机
如图,蓝色部分是每个类的默认网络位数。A类/8位、B类16位、C类24位,这三种都可以在默认的位数上增加至最多30位。相对应的,网络位越多,主机位越少。就拿B类来举例:B类默认16位,这个情况下网段内的主机数是256*256=65536台主机。因为是0—255,所以每个网段可以有256台,虽然有两个位置不能用,但是也是属于主机位。
如果把B类的默认网络位+2变成/18位,就是网络位向主机位借走了2位。我们可以算一下2^2=4,意思就是:以被借走的为基准,把主机位等量划分。
剩下的主机位计算方法就是总位数减去当前位数,也就是32-18=14,剩下的也就是2^14=16384,16384*4刚好是上面那个总的65536台。
现在我们每个网段主机数太多,远超预想怎么办,那我们就用网络位再找主机位借一,就变成/19,网络位是2^3=8;网络位被分成八份。
主机位就是32-19=13,2^13=8192台主机。由此可以看到,网络位每向主机位借1,剩余的网络位就对砍一刀,被等量划分成子网段。
比如说8192台还是太多,我每个网段只需要800台,
第一步、我们就可以大致算一下
第二步、这样就初步确定了大致划分网段内1024台主机位,再找一下1024是几位网络。
第三步、确定网络位之后就是找合适的网类然后划分就可以了,1024=256*4
所以用后两段二进制表示为:00000010.00000000,也就是4.0,因为号码是从0开始,所以需要往前推一位,结果就是3.255
这样就找到一个合适的类型了。
三类固定的地址名称分别是:
A类:10.0.0.0—10.255.255.255
B类:172.16.0.0—172.16.255.255
C类:192.168.0.0—192.168.255.255
由上面例子可以得出:子网是2的当前网络位向主机位借的数量的次幂
主机是2的32减去当前网络数位的次幂
主机部分要-2是因为每个网段都包含一个网络标识跟本网段广播,所以主机部分需要-2。
2、固定数位的子网划分
IP地址分为固定和不固定,固定就是给你一个数值,你去算子网数量跟网络号就好了,不固定就是给你需求让你去独自划分,这种情况一般都是数值不一样的。这就由简入难一步一步来,先来介绍一下固定IP的划分。
假如给你个192.168.12.46/28让你算这个设备在那个网段,计算方法如下
第一步:先确定这是几类的网络,然后计算这个划分的子网数量。192.168可以确定是C类,进一步得出c类默认是24位网络号
现在28位就是向主机位借了4位,可以根据算法得出
2^4是16,说明这个网洛总共被分为了16个子网段。
第二步: 计算主机位,剩余的4位主机部分也是2^4=16。每个网段可以有16个主机位。
C类网络段内默认是256个主机位,每划分成16个子网段也就是256/16=16。每个子网段16个主机位,C类固定私有地址192.168.0.0,我们从192.168.12.0开始推算。
对比之后可以得出192.168.12.46在192.168.12.32/28这个网段里面
其中每个网段内,头跟尾分别是网络标识跟段内广播。
上面这个是用较为简单的C类网络举例的,下面用一个A类网络举例。
假设一个10.10.1.20 /10,计算该网络所在的位置
先把IP跟10位子网掩码换算成二进制
10位是在8位的基础上借用了2位,2^2=4,把网段划分成了4个子网段。
上图制作的有点失误,是64*256*256台主机,因为我计算的时候把广播地址去掉了。
因为被划分的网段所在第二段,第三段第四段都是完成的,从右往左,每满一格,左边一个才能+1。例如10.10.0.255+1=10.10.1.0。同理10.10.255.255+1=10.11.0.0,这样计算。
可以看到,A类/10的主机位置达到410万多,数量众多。数位越小,网段内主机数越多。
3、不固定数位的子网划分
上面举得例子都是给你一个准确的数字让你去算这个IP所在的网段,但是生活中都是给你说数据,让你自己构思框架设定子网的分配。
假如一个公司,有5个新建设部门需要划分网络,每个 部门预计人数又不一样。
财务:4人;人事:10人;采购:10人;生产:80人;仓库:20人。
(1、看到这种问题就是需要先构思,每个部门需要多少主机位置,以及预留空位,方便后面增加主机。
(2、每个部门预留点空位。可以根据自己想法增减。由上图可以看到,最高的才128,主机位置占用7位足够。所以这个分配全部用C类。然后根据2的几次方大于等于这个预想主机数,就用32减这个数得出网络占几位,例如人事预计16人,16=2^4,32-4=28,得出网络位站28位,其他的也是同理
上表只是分配一下主机所在位置,进行分析。如果合理就进行划分
(3、从大往小依次划分,例如生产部门128人,确定用C类网络的话,C类私有地址位置是192.168.0.0,根据自己划分来设置。我们就第四段从0开始划分为:192.168.1.0——192.168.1.127,0——127,这一共128个数字,下面的部门也是同理。
依次排序好之后就得到了5个部门的网段号。
上面用一个小数额的C类数段划网举例,大数额的划分方法也是换汤不换药,过程都一样
但是需要注意以下几点
1.不能跳跃进行分配,上个网段跟下个网段之间要连接上,或者要按照2的次方数来进行留空位,比如你现在划分32位主机数,后面也可以预留32个空位给当前主机数用来扩充;
简单来说就是预计划分64位,暂时先开放32位或者这剩下的32位留着用作别的作用
2.划分网段的时候注意多预留点空位,因为公司未来几年可能会扩充岗位,以免到时需要把好几个网段重做。
3.划分网段预留又不能过多,以免造成主机位置浪费,导致别的网段没有主机位可用
4.主机位划分的时候要考虑网段一致,有的人可能会考虑我个人我16+8人,划分24个主机位不好了吗。但是16人跟8人是分开的两个网段。
总结:
通过学习,认识到了网络的分类。知道了各个类别的网络的区段以及作用,也知道了以用途分类的私有、公有地址。熟练掌握了网络号的转换,也在这个基础上认知并掌握了子网的划分,按照客户需求,分配合理的网段,为后面学习做好一个基础的铺垫,让后面的学习更加顺畅。